[发明专利]一种气压作用下孔道岩石试件的蠕变试验装置

说明书

本发明涉及工程地质技术领域，特别涉及一种气压作用下孔道岩石试件的蠕变试验装置与方法。蠕变试验装置包括试件装置系统、轴向加载系统、围压系统、气压加载系统、温度控制系统和数据采集系统。其中，所述试件装置系统，在试件的横向中央含有一道倾斜水泥砂浆夹层；纵向有穿透上下表面的孔道；孔道内表面覆盖一层树脂膜；从而达到解决封闭气体，实现有夹层且气压条件下岩石蠕变特性的测试。

技术领域

本发明涉及工程地质技术领域，特别涉及一种气压作用下孔道岩石试件的蠕变试验装置与方法。

背景技术

带夹层的裂隙岩体是水利水电工程、采矿工程、铁路和公路建设工程、土木建设工程、石油工程、海洋勘探与开发工程等各种工程中经常遇到的复杂介质。近年来，世界各国对气体燃料的需求与日俱增，在能源总消耗中，天然气和石油气已占了很大比重，过去气体燃料大都储存在地面储气罐中，既费钢材，又不安全、经济，因此，天然气地下气库将成为必然趋势。北欧的瑞典、挪威已拥有大型地下油气库200余座，其中不少单库容量超过100万立方米，用于战略储备，法国有90天的战略储备系统，美国有1.5亿立方米的石油储备计划，日本有10多个石油储备基地，目前，全国已建成地下储气库20多座，国内已投运的储气库在环渤海、长三角、西南、中西部、西北、东北和中南地区均有分布。地下储气库中岩体裂隙，尤其岩体中含软弱夹层，是影响天然气地下储存长期安全性的重要因素，研究气压作用下孔道岩石试件的蠕变特性具有重要意义题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种气压作用下孔道岩石试件的蠕变试验装置与方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种气压作用下孔道岩石试件的蠕变试验装置和一种气压作用下孔道岩石试件的蠕变试验方法。

一种气压作用下孔道岩石试件的蠕变试验装置，包括试件装置系统、轴向加载系统、围压系统、气压加载系统、温度控制系统和数据采集系统。

所述试件装置系统，在试件的横向中央含有一道倾斜水泥砂浆夹层；纵向有穿透上下表面的孔道；孔道内表面覆盖一层树脂膜。从而达到解决封闭气体，实现有夹层且气压条件下岩石蠕变特性的测试。

所述试件装置系统，包括上孔压压盘29、下孔压压盘28、岩石试件30和包裹上、下孔压压盘和岩石试件30四周的热缩管38。所述岩石试件30为圆柱体试件，其直径为50mm，高度为80mm，在岩石试件30的横向中央含有一道倾斜水泥砂浆夹层31，岩石试件30的纵向中央，设有一道穿透上下表面的孔道44，所述水泥砂浆夹层31的厚度为4mm,所述孔道44的直径为9mm,在孔道44的内壁上涂有一层厚为2mm的树脂膜39，涂有树脂膜39的孔道44内径为5mm；所述上孔压压盘29的直径为50mm,高度为80mm，在上孔压压盘29的中部有一个7字形孔道I45，所述7字形孔道I45的开口一端与岩石试件上表面的孔道口相通，另一端通过管道与气压加载装置相连；所述下孔压压盘28的直径为50mm,高度为80mm,在下孔压压盘28的中部有一个7字形孔道II46，所述7字形孔道II46的开口一端与岩石试件下表面的孔道口相通，另一端通过管道与稳压器40相连；在岩石试件30与上、下孔压压盘29，28之间设置一道O型密封圈，岩石试件30和上、下孔压压盘29,28的四周套有热缩管38，在热缩管38的中央装有一道环向引伸计32；

轴力加载系统包括加载轴25、轴力传感器23、三轴腔33、承压板34、底座35。

围压系统包括三轴腔33与围压加载系统。三轴腔33内充有硅油，围压加载通过加载油缸1来实现。

气压加载系统包括气压缸9和稳压器40，所述气压缸9与上孔压压盘29连接，所述稳压器40与下孔压压盘28连接。

温度控制系统包括加热圈24、温度传感器22。加热圈24位于三轴腔33的外表面通过加热三轴腔33的壁面，利用热传导加热三轴腔内的硅油温度，对岩石试件30加热。