[发明专利]高应变率循环动态加载三轴岩石力学试验系统

权利要求书

1.一种高应变率循环动态加载三轴岩石力学试验系统，其特征在于，包括主机加载模块、动态循环加载模块和动态测量模块；

所述主机加载模块包括加载框架以及装设于所述加载框架内部的三轴压力机构和作动器，所述作动器装设于所述三轴压力机构下方，所述三轴压力机构用于对放置于其内部的岩石试样施加轴压和围压，所述加载框架能够配合所述作动器对所述三轴压力机构施加轴向压力；

所述动态循环加载模块包括驱动机构、固定机构和移动机构，所述驱动机构与所述固定机构固定装设于所述作动器下方，所述移动机构内部装设有若干个依次排列的冲击波激发装置，所述冲击波激发装置内部装设有含能棒，所述移动机构能够在所述驱动机构的驱动下相对于所述固定机构往复运动；

在工作状态下，所述驱动机构驱动所述移动机构相对于所述固定机构往复运动，以使得各所述冲击波激发装置的第一作用部依次与所述固定机构的第二作用部接触并激发所述含能棒产生可控冲击波，所述可控冲击波施力于所述作动器以实现对岩石试样的循环动态加载；

所述动态测量模块用于获取试验过程中岩石试样的轴向压力数据、径向变形数据和轴向变形数据。

2.根据权利要求1所述的高应变率循环动态加载三轴岩石力学试验系统，其特征在于，所述作动器外部套设有油缸，所述油缸用于在动态循环加载模块工作前，驱动所述作动器沿竖直方向向上运动，以带动所述三轴压力机构的活塞与所述加载框架紧密配合，为所述三轴压力机构提供预紧力。

3.根据权利要求2所述的高应变率循环动态加载三轴岩石力学试验系统，其特征在于，所述加载框架包括门型框架，所述加载框架的上横梁在靠近所述三轴压力机构的位置设置有与所述三轴压力机构同轴的上负荷压力传感器。

4.根据权利要求1所述的高应变率循环动态加载三轴岩石力学试验系统，其特征在于，所述主机加载模块包括液压油源和伺服控制器；所述液压油源与所述三轴压力机构连接，所述伺服控制器与所述液压油源通信连接；所述液压油源内用于存储液压油，所述伺服控制器通过控制所述液压油源能够将液压油输入至所述三轴压力机构内为岩石试样提供围压；并在试验后向所述三轴压力机构内加压以使液压油回到所述液压油源。

5.根据权利要求1所述的高应变率循环动态加载三轴岩石力学试验系统，其特征在于，所述三轴压力机构包括活塞，所述活塞具有延伸于所述三轴压力机构外部的延伸端，所述三轴压力机构内部还设置有压垫和压头，所述活塞、所述压头和所述压垫沿竖直方向依次设置于岩石试样正上方，所述压头在背离所述压垫的端面为球凸面。

6.根据权利要求1所述的高应变率循环动态加载三轴岩石力学试验系统，其特征在于，所述主机加载模块还包括相互匹配的滑块和滑轨，所述滑轨设置于所述作动器上方，所述滑块用于承载所述三轴压力机构，所述滑块能够带动所述三轴压力机构沿所述滑轨延伸方向移动至所述作动器正上方。

7.根据权利要求1所述的高应变率循环动态加载三轴岩石力学试验系统，其特征在于，所述驱动机构包括驱动电机和第一齿轮，所述第一齿轮与所述驱动电机的输出轴连接，并能够在所述驱动电机的驱动下绕自身轴线旋转；

所述移动机构包括承载结构，所述承载结构用于承载若干个依次排列的所述冲击波激发装置，所述承载结构具有与所述第一齿轮啮合的啮合部，所述冲击波激发装置具有延伸于所述承载结构外部的第一作用部；

所述固定机构内部设置有第一作用槽和第二作用槽，所述第一作用槽竖直设置于所述固定机构中部，所述第二作用槽设置于所述第一作用槽下方且与所述移动机构外形匹配，所述第一作用槽与所述第二作用槽贯通设置，所述作动器竖直活动设置于所述第一作用槽，所述移动机构活动设置于所述第二作用槽，所述第二作用槽内壁设置有电刷，所述电刷为所述第二作用部；

在工作状态下，所述驱动机构驱动所述第一齿轮绕自身轴线转动，进而带动所述承载结构相对于所述固定机构运动，以使得各所述第一作用部依次与所述电刷滑动接触。