[发明专利]一种用于煤岩样品测试的加载实验装置

说明书

一种用于煤岩样品测试的加载实验装置，包括中间镂空的敞开式的刚性框架，刚性框架的一个侧面设置有水平向液压缸，刚性框架的顶部设置有垂直向液压缸，水平向液压缸用于对放置于刚性框架的中间的煤岩样品施加水平向载荷，垂直向液压缸用于对煤岩样品施加垂直向载荷，其中，所述煤岩样品被密封容纳在一个六面体腔体的内部。本发明采用了独立于外部加载结构的六面体腔体，可以提供三轴加载的功能，而且可以施加超声冲击波，独立的压力腔体结构本身不带加载动力、油缸等设备，体积小，结构简单，制造成本低，而且由于不需要与外部加载结构相连，从而使得一套外部加载结构可以配套多种压力腔体结构，大大降低了实验成本。

技术领域

本发明涉及煤岩样品力学试验技术领域，尤其涉及一种用于煤岩样品测试的加载实验装置。

背景技术

CN 113686657 A公开了一种岩煤结构静动组合加载试验装置，其加载平台包括刚性框架、水平向液压缸和垂直向液压缸，刚性框架内设有用于放置组合试件的试件仓，水平向液压缸水平固定连接在刚性框架的侧面以用于对试件仓内的组合试件施加水平向载荷，垂直向液压缸垂直固定在刚性框架的顶部以用于对试件仓内的组合试件施加垂直向载荷。该现有技术的刚性框架是一个中间镂空的敞开式框架。由于刚性框架的中间是镂空的，因而只能实现垂直和横向加载，正反两面无法加载，做不到三个方向的三轴加载。另外，由于试件仓是开放式结构，无法对试件设置密封条件下的围压加载。

CN 206593979 U公开了一种基于真三轴加载下的煤岩体蠕变力学行为试验装置，包括压力腔室、四个水平及一个竖直应力加载油缸；压力腔室侧壁上设有四个水平应力加载孔，底板上设有竖直应力加载孔，顶板上设有试样装卸通过孔和可拆卸式密封盖板；各个应力加载孔内均装有应力加载压杆；压杆内端及密封盖板下表面均装有压头；油缸缸体与压力腔室外壁之间装有刚性连接筒。该现有技术可以实现真三轴加载，但是无法对试验装置内部进行观察，只能依赖各种探测器的探测信号间接分析煤岩样品的受力情况，测量数据不直观。而且由于油缸缸体与压力腔室刚性连接，导致整体结构体积很大，难以针对不同实验项目进行调整。

CN 207488084 U公开了一种可视化煤岩力学行为监测试验装置，包括底座、安装在底座上的试验腔体和轴向压力施加系统、围压施加系统、窥镜采集系统等；试验腔体内设有上压头和下压头；围压模拟系统包括围压传输孔和围压施加系统；窥镜采集系统包括多个窥镜。该现有技术的实验装置只能实现垂直方向的单轴加载，其它方向利用围压施压系统进行加载，围压施加的力与机械施加的压力差别很大，算不上严格意义上的真三轴实验装置。另外，该现有技术的加载模式很单一，无法模拟煤岩样品的多种受力情况。

上述三种现有技术都是申请人针对煤岩样品力学试验技术提出的实验设备，都是为了适应不同的实验目的和加载条件而提出的，结构复杂且各不相同，缺乏通用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于煤岩样品测试的加载实验装置，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于煤岩样品测试的加载实验装置，包括中间镂空的敞开式的刚性框架，刚性框架的一个侧面设置有水平向液压缸，刚性框架的顶部设置有垂直向液压缸，水平向液压缸用于对放置于刚性框架的中间的煤岩样品施加水平向载荷，垂直向液压缸用于对煤岩样品施加垂直向载荷，其中，所述煤岩样品被密封容纳在一个六面体腔体的内部，所述六面体腔体独立于由刚性框架、水平向液压缸和垂直向液压缸组成的外部加载结构；所述六面体腔体的六个面上均设置有贯穿的通孔，所述通孔中分别设置有垂直方向的顶部伸缩加载头和底部密封固定顶头、水平方向的横向伸缩加载头和横向密封固定顶头、水平方向的正向密封固定透明玻璃盖板和水平方向的背向的超声波激励装置；所述顶部伸缩加载头穿设在顶部密封盖的顶部密封轴孔中由垂直向液压缸驱动其运动；所述横向伸缩加载头穿设在横向密封盖的横向密封轴孔中由水平向液压缸驱动其运动。

优选地，所述六面体腔体上设置有贯穿内部的压力加载孔，用于通过压力加载孔向六面体腔体的内部注入透明的液压油。