[发明专利]脆性软岩周向均压加载装置、软岩取样装置及取样方法

说明书

一种脆性软岩周向均压加载装置，包括底板、纵向隔板、横向隔板、弹性加载软囊、加载动力；所述纵向隔板、横向隔板均为2块且相互垂直连接围合构成一四边形腔体，所述四边形腔体安装在底板上；在每一块纵向隔板、横向隔板上均安装有一弹性加载软囊，每一个弹性加载软囊均通过管道与加载动力连接。本发明通过液压对不规则试块施加围压，通过弹性加载软囊及其表面的柔性垫层，消除因试块表面不平整和表面缺陷带来的困扰，实现不规则试块表面的均匀加压，这样不仅能够实现岩石试块在不引起试块局部应力集中的情况下试样的完全固定，而且能够约束试块在试样钻取时内部裂隙的发展，提高脆性软岩试块的强度，进而提高标准试样的钻取率。

技术领域

本发明公开了一种脆性软岩周向均压加载装置、软岩取样装置及取样方法；特别涉及一种脆性不规则软岩的周向均压加载装置、脆性不规则软岩的取样装置及取样方法，属于岩石力学实验领域

技术背景

软岩广泛存在于自然界，其力学性质的研究对我国水利工程、矿业工程、道路桥梁工程等基础建设及资源开采领域的健康快速发展具有重要的意义。实验室研究软岩的力学性质需要标准的试样(一般为φ50mm×100mm)为载体。圆柱体试样由于能够消除试验机加载时试样的形态效应而被广泛的应用于岩石力学实验中。当前加工软岩的标准试样通常采取钻取的方式，将在工程现场研究区域取得的不规则岩石试块运输至实验室，将岩石试块放置在钻机的钻头(内径φ50mm)下，用铁板或三角铁结合螺栓对岩石试块进行固定并钻取至试块贯穿，然后取出岩心，并对岩心进行截取并打磨。对于硬岩这种钻取方式能取得很好的效果，但是对于软岩尤其是脆性软岩，由于其质软、强脆性和易碎等特点，在固定试块时不能施加较大的预紧力，且在加工的过程中在钻取部位由于较强的应力集中，极易导致试块的开裂、破坏，很难获得理想的圆柱体试样，严重影响了脆性软岩力学性质的研究。此外，由于不规则软岩试块表面往往不平整以及存在众多的缺陷，传统的固定方法很容易造成在试样钻取的过程中试样的固定不牢固，进而导致钻取试样的破断，即使钻出合适长度的试样，试样内部也受到了频繁的拉伸和压缩，导致试样力学性质的变化，对实验的结果产生较大影响，制约了软岩工程领域的发展。

至今未见针对脆性不规则软岩的可靠取样装置及方法，而这已经成为本领域亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种脆性软岩周向均压加载装置、软岩取样装置及取样方法。

本发明一种脆性软岩周向均压加载装置，所述加载装置包括底板(7)、纵向隔板(5)、横向隔板(4)、弹性加载软囊(13)、加载动力(9)；所述纵向隔板(5)、横向隔板(4)均为2块且相互垂直连接围合构成一四边形腔体，所述四边形腔体安装在底板(7)上；在每一块纵向隔板(5)、横向隔板(4)上均安装有一弹性加载软囊(13)，每一个弹性加载软囊(13)均通过管道与加载动力(9)连接。

本发明一种脆性软岩周向均压加载装置，所述底板(7)上设有垂直交叉的定位滑槽(8)，所述定位滑槽(8)横截面为倒“T”字形，定位滑槽(8)中卡装有第一螺栓(11)、第二螺栓(6)，纵向隔板(5)的底部与第一螺栓连接，横向隔板(4)的底部与第二螺栓(6)连接，实现纵向隔板(5)、横向隔板(4)在底板(7)上的定位。本发明一种脆性软岩周向均压加载装置，纵向隔板(5)、横向隔板(4)上均设有纵横交叉的纵向滑槽(2)和横向滑槽(3)，所述纵向滑槽(2)和横向滑槽(3)横截面为倒“T”字形，纵向滑槽(2)、横向滑槽(3)中分别卡装有第三螺栓(12)、第四螺栓(10)，卡装在纵向滑槽(2)中的第三螺栓(12)与横向隔板(4)连接，卡装在横向滑槽(3)中的第四螺栓(10)与纵向隔板(5)连接，实现纵向隔板(5)、横向隔板(4)之间的定位；

纵向隔板(5)、横向隔板(4)分别通过第三螺栓(12)、第四螺栓(10)沿纵向滑槽(2)、横向滑槽(3)滑动或通过第一螺栓(9)、第二螺栓(6)沿定位滑槽(8)滑动，以调节四边形腔体内腔容积。