[发明专利]模拟深地复杂环境的岩石力学响应测试系统

说明书

本发明属于工程岩体的岩石力学测试领域，用于解决现有模拟深地复杂环境下岩石力学测试响应系统的安全与对位难题。本发明提供一种模拟深地复杂环境的岩石力学响应测试系统，包括模拟深地环境下岩石力学测试的承载系统和MTS三轴传感器对位安装装置，所述MTS三轴传感器对位安装装置配置于模拟深地环境下岩石力学测试的承载系统之上。本发明提高MTS三轴力传感器装拆的效率，提高托举的可靠性，同时解决了力传感器对孔安装上的问题，提高了安装效率。

技术领域

本发明属于工程岩体的岩石力学测试领域，用于解决现有模拟深地复杂环境下岩石力学测试响应系统中高温高压荷载传感器的安全与对位难题。

背景技术

深部工程岩体处于高温、高压、高渗流及动荷载等应力状态及环境之中，深地工程建设需首先获知工程岩体在深地环境中的力学特性，为深部工程建设和安全运营提供依据和基础数据，因此深地工程岩体力学测试至关重要。深地工程岩体力学测试关键在于依托性能良好的岩石力学试验机，美国MTS公司产MTS岩石力学试验机是目前世界上最先进的岩石力学设备之一，也是目前世界范围内使用最多的岩石力学试验系统之一，其高温高压功能是用于测试工程岩体深部环境下力学特性和损伤行为的试验设备之一，高温高压力传感器则是其测控的核心部件。为进行高温高压岩石力学测试，需要经常检测、维护、更换高温高压力传感器。高温高压力传感器位于空间狭小的高温高压压力室腔体内，其下部为排布有高温高压荷载、变形、温度、液压、渗流、超声等系列引线的高温高压底座。由于高温高压力传感器本身质量较重，拆卸和安装时三人才能将传感器托起；由于空间狭小、不能进行肉眼观察，手也无法伸入需拆装的腔体内，操作极为困难；由于连接螺栓顶部O型密封圈与连接孔的密闭挤压作用，导致无法判断拆卸时的螺栓退出状态；由于力传感器与上部刚性柱间不稳定吸力的存在，拆卸时传感器可能突发性坠落；由于力传感器与刚性柱连接结构复杂，连接时要同时保证中心螺纹孔和边缘限位销孔同时对接，安装进程缓慢，持续时间很长。由于托举失稳或者很吸力丧失，传感器可能坠落在三轴室底座上，甚至从三轴室底座或油缸上再次砸落到地面，不仅容易损坏三轴室底部的系列高温高压测控部件、高压油缸及传感器等，还容易对安装人员造成伤害。现有的人工操作方法，操作难度和操作风险极大，操作效率极低，但是，对于深地环境下岩石力学测试中的一大难点和痛点，设备生产商MTS公司并未提供有效的解决方案和产品，导致目前该对设备的高温高压力传感器的安装、拆卸、调试及维护极为困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种模拟深地复杂环境的岩石力学响应测试系统。

本发明采用的技术方案是：模拟深地复杂环境的岩石力学响应测试系统，包括MTS三轴试验机以及与MTS三轴试验机连接的控制系统，所述MTS三轴试验机由刚性柱，高温高压三轴室以及三轴室底座组成，所述刚性柱上搭载高温高压三轴室和三轴室底座，所述高温高压三轴室与三轴室底座垂直相对，所述高温高压三轴室中轴线与所述三轴室底座中轴线重合，所述三轴室底座上设置有油压泵，所述高温高压三轴室外配置有加热器，所述控制系统包括用于数据处理的工作站，用于控制工作站和总控制器的手动控制器，所述工作站与手动控制器同时与总控制器连接，所述总控制器用于控制围压控制系统，温度控制系统，渗流控制系统和加载控制系统，所述加载控制系统用于对油源系统的控制，所述尾牙控制系统用于控制围压泵，所述渗流控制系统用于控制水压泵，其特征在于：其特征在于，MTS三轴试验机还包括MTS三轴传感器对位安装装置和模拟深地环境下岩石力学测试的承载系统，所述MTS三轴传感器对位安装装置搭载在模拟深地环境下岩石力学测试的承载系统的上方。