[发明专利]一种高温环境作用下拉扭蠕变试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种高温环境作用下拉扭蠕变试验装置，包括：温度控制装置、稳压加载控制装置、拉扭载荷装置、拉扭夹具、恒温室、数据采集处理系统、底座外框架和岩石试件；恒温室固定于底座外框架的基础底座上；拉扭夹具设置于恒温室内部，岩石试件固定于拉扭部之间；温度控制装置设置于所述恒温室上；稳压加载控制装置与所述拉扭载荷装置连接；数据数据采集处理系统与所述岩石试件连接。本发明主要适用于在高温及恒定或循环荷载下岩石受拉扭作用变形量的研究，尤其是能够揭示出不同温度作用和不同荷载耦合条件下岩石的拉扭蠕变特性。能够准确高效地研究不同拉扭荷载和不同温度作用下岩石时间‑应变的关系，对于解决深部地下工程问题有重要意义。

技术领域

本发明涉及岩石力学试验领域，尤其涉及一种高温环境作用下拉扭蠕变试验装置及试验方法。

背景技术

蠕变是固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间增加而增加的现象。在岩体工程中，例如地下隧道垮塌、地基失稳、核废料储存库破裂及岩爆等工程灾害中，存在大量因岩石长期蠕变变形而导致的破坏，且在这些工程中岩石会承受荷载与温度耦合因素的影响，在长期荷载作用下经常会出现拉伸破坏失稳。因此，高温和载荷作用下的岩石蠕变特性的测试对岩体工程结构长期稳定性维护具有重要意义。

目前，对于岩石的拉伸破坏研究较多集中在抗拉瞬时破坏的研究上，其试验方法也多采用巴西劈裂，而对于大型地下工程中不仅存在拉伸破坏失稳也会存在扭转破坏失稳，因此急需研发一种能够实现高温环境作用下且能够精确控制拉伸、扭转和监测岩石蠕变位移变形变化的试验装置及其使用方法。

发明内容

本发明提供一种高温环境作用下拉扭蠕变试验装置及试验方法，以克服没有能够精确控制拉伸、扭转和监测岩石蠕变位移变形变化的试验装置及其使用方法的技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种高温环境作用下拉扭蠕变试验装置，包括：温度控制装置、稳压加载控制装置、拉扭载荷装置、拉扭夹具、恒温室、数据采集处理系统、底座外框架和岩石试件；

所述恒温室固定于底座外框架的基础底座上，用于保持恒温室内部温度恒定；

所述拉扭夹具设置于所述恒温室内部，包括第一拉扭部和第二拉扭部；所述第一拉扭部与所述拉扭载荷装置固定连接；所述第二拉扭部固定于所述恒温室底部；

所述岩石试件固定于所述第一拉扭部和第二拉扭部之间；

所述温度控制装置设置于所述恒温室上，用于控制所述恒温室内部的温度；

所述稳压加载控制装置与所述拉扭载荷装置连接，用于控制所述拉扭载荷装置对所述岩石试件进行拉伸和扭转加载；

所述数据数据采集处理系统与所述岩石试件连接，用于对所述恒温室内部温度和岩石试件的应变变化情况进行监测。

进一步的，所述试验装置还包括位移测量装置；所述位移测量装置与所述数据采集处理系统连接，在对所述岩石试件加载过程中，用于测量竖向加载位移，并通过所述数据采集处理系统进行监测。

进一步的，所述拉扭载荷装置包括千斤顶装置、顶部加载轴、第一平衡球头和第二平衡球头；所述第一平衡球头一端贯穿所述恒温室的顶部与所述第一拉扭部连接，另一端与所述千斤顶装置连接，所述顶部加载轴连接于所述千斤顶装置的另一端，并固定于所述底座外框架顶部；所述第二平衡球头一端固定于所述基础底座上，另一端贯穿所述恒温室的底部与所述第二拉扭部连接。

进一步的，所述第一拉扭部包括第一加固套和第一稳固套；所述第二拉扭部包括第二加固套和第二稳固套；所述第一稳固套套设于所述第一加固套外部；所述第二稳固套套设于所述第二加固套外部；所述岩石试件固定设置于所述第一加固套和所述第二加固套之间。