[发明专利]岩石三轴蠕变试验装置及其系统

说明书

本发明公开了岩石三轴蠕变试验装置，属于试验器材技术领域。岩石三轴蠕变试验装置，包括：蠕变壳体、正压组件以及围压组件；蠕变壳体包括顶架以及承载试件的底座；围压组件包括设置在底座上的底环以及设置在底环和顶架之间的围压侧板，底环与围压侧板、顶架以及底座之间形成围压腔体；底座上开设有与围压腔体连通的油路孔，油路孔外接有连接器；正压组件设置在试件上方，并且向试件施加正压载荷。本发明通过各组件之间的配合方便对试件施加载荷进行蠕变实验，并且可在蠕变过程中移动蠕变壳体进行工业CT扫描，从而解决现有岩石蠕变试验装置使用不便的问题。

技术领域

本发明涉及试验器材技术领域，具体涉及岩石三轴蠕变试验装置。

背景技术

随着地下工程的快速发展，硐室围岩的时效变形成为地下工程领域的研究热点。岩石蠕变是岩石时效变形的主要内容，探究岩石蠕变过程中的时效破裂特性可为地下工程岩体时效变形提供基础。

现阶段岩石蠕变主要采取单轴、三轴蠕变试验方法，试验多采用MTS压力伺服试验机。通过MTS试验机可以很好的获取岩石试样应力、应变等指标的变化特性。但由于蠕变实验耗时较长，尤其是采用全蠕变方案时，可耗时数月或数年。采用MTS压力伺服试验机做岩石蠕变实验会大大影响其他需要MTS试验机的常规实验的进程。此外，MTS试验机价格昂贵难以普及，体积庞大，难以携带，在科研和工程上都造成了许多不便。因此，现有技术中存在岩石蠕变试验装置使用不便的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供岩石三轴蠕变试验装置，以解决现有岩石蠕变试验装置使用不便的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

岩石三轴蠕变试验装置，包括：蠕变壳体、正压组件以及围压组件；

蠕变壳体包括顶架以及用于承载试件并与顶架连接的底座；

围压组件包括设置在底座上并位于试件外侧的底环、设置在顶架下方的围压上盖以及设置在底环和围压上盖之间的围压侧板，底环与围压上盖、围压侧板以及底座之间形成围压腔体；

底座上开设有与围压腔体连通的油路孔，油路孔外接有连接器；

正压组件设置在试件上方，并且可向试件施加正压载荷。

本发明可将岩石试件放置在底座上，试件上方设置有可施加正压载荷的正压组件，围压侧板设置在底环和围压上盖之间，使围压侧板的内侧形成密闭的围压腔体，油路孔通过连接器外接油管向围压腔体充油，从而对试件施加围压载荷；整体装置造价低廉，便于携带，方便整体移动蠕变壳体，从而解决现有岩石蠕变试验装置使用不便的问题。

进一步地，上述正压组件包括与贯穿围压上盖并与试件顶面接触的压头，分别设置在顶架上方的步进电机和减速箱，设置在减速箱和压头之间且贯穿顶架的滚珠丝杠。

本发明的步进电机和减速箱配合，通过滚珠丝杠将旋转运动转变为直线运动，有滚珠丝杠推动压头对试件的顶面进行挤压，从而向试件施加正压载荷。

进一步地，上述底座与试件接触的位置设有第一压力感应器，围压腔体远离试件的内壁面设有第二压力感应器，顶架上设有第一位移感应，围压上盖设有第二位移感应器，油路孔连接有流量计，围压上盖和底座分别开设有穿线孔。

本发明的第一压力感应器用于检测试件受到的正压载荷，第二压力感应器用于检测围压腔体内的油压，第一位移感应器和第二位移感应器分别用于检测滚珠丝杠和压头的位置变化，流量计用于检测油压添注的实时流量，穿线孔用于放置各个感应器的连接线路。

进一步地，上述顶架与底座通过拉杆连接，拉杆上设有与顶架顶面接触的限位块。

本发明的顶架与底座固定连接，并且在顶架的顶面设有限位块，用于对顶架进行限位，避免在围压载荷的作用下顶架的位置发生改变。