[发明专利]一种多功能岩土压缩试验系统及其测试方法

权利要求书

1.一种多功能岩土压缩试验系统，其特征在于，其包括有上压系统、注水系统和下压系统；其中：

上压系统由上压板和若干组偏压弹簧组件组成；每组偏压弹簧组件包括2块弹簧上压头，2根偏压弹簧和2块弹簧下压头；2块弹簧上压头的结构完全一致，弹簧上压头的顶部开设有凹槽，凹槽内有开设有若干个滚轴槽，滚轴槽内安装有滚轴；偏压弹簧分别为左偏压弹簧和右偏压弹簧，偏压弹簧活动连接在弹簧上压头和弹簧下压头之间；弹簧下压头分别为左弹簧下压头和右弹簧下压头，左偏压弹簧下压头开设有导向孔，右偏压弹簧下压头设有与左偏压弹簧下压头导向孔相匹配的导向杆；左偏压弹簧下压头的下部开设有注水孔、储水腔和渗水孔；右偏压弹簧下压头的下部也设有注水孔、储水腔和渗水孔，右偏压弹簧下压头注水孔外延伸出滑动管；上压板下面设有若干限位梁和若干上压板滚动槽，限位梁能够防止连接于偏压弹簧组件中的弹簧上压头脱离上压板，上压板滚动槽能够满足弹簧上压头在槽内左右移动；

注水系统包括有水泵、压力计、流量计和若干根注水管，水泵与注水管相连，水泵的出水口上安装有压力计和流量计；注水管的出水口与弹簧下压头的注水孔相连；

下压系统由下压板以及若干组下压头组成，每组下压头由左下压头和右下压头组成，左下压头开设有导向孔，右下压头设有与左下压头导向孔相匹配的导向杆；左下压头和右下压头下部都开设有有凹槽，凹槽内有开设有若干个滚轴槽，滚轴槽内安装有滚轴，下压板上部若干设有限位梁和若干下压板滚动槽；限位梁能够防止连接于下压头脱离下压板，下压板滚动槽能够满足下压头在槽内左右移动；

测试时，下压系统和下压系统之间放置待测的岩石样品，注水系统控制测试时的含水量。

2.根据权利要求1所述的多功能岩土压缩试验系统，其特征在于，所述若干组偏压弹簧组件，每组弹簧组件内的两根偏压弹簧其弹性系数是相同的，假设弹簧的组数为n，弹簧的弹性系数由大到小依次为k1，k2，……，kn，即k1k2……kn，弹簧的弹性系数、长度和直径可根据试验需求确定，对于土力学试验，可取较小弹性系数的弹簧，对于岩石力学试验，可取较大弹性系数的弹簧。

3.根据权利要求1所述的多功能岩土压缩试验系统，其特征在于，所述偏压弹簧的两端通过螺纹连接分别与弹簧上压头和弹簧下压头通过螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的多功能岩土压缩试验系统，其特征在于，所述的右偏压弹簧下压头上的导向杆上开设有半圆形的滚轴槽，滚轴槽内安装有滚轴。

5.根据权利要求1所述的多功能岩土压缩试验系统，其特征在于，所述的右偏压弹簧下压头注水孔外延伸出滑动管上也开设有半圆形的滚轴槽，滚轴槽内安装有滚轴，而且左偏压弹簧下压头的储水腔为对应滑动管的位置，储水腔内设置有限位环，限制滑动管的完全脱离储水腔。

6.根据权利要求1所述的多功能岩土压缩试验系统，其特征在于，所述的注水系统还包括有多头接头，水泵通过多头接头与注水管连接。

7.根据权利要求1所述的多功能岩土压缩试验系统，其特征在于，所述采用的上压板和下压板为高强度的精钢制成，假设长方体结构压板的长度设为L，长度等于试样的长度，宽度略大于试样的宽度，根据强度要求，厚度只要大于10cm即可满足强度要求，所有压板的一侧设有n个用于连接不同强度的弹簧的均匀分布的连接扣，压板可将n个不同强度的弹簧组件连接为一个整体结构的弹簧系统，压板与连接弹簧面相对的一面为加载面，可直接与压力机的压头无缝接触。

8.根据权利要求1所述的多功能岩土压缩试验系统，其特征在于，所述的偏压弹簧上下压头为高强度的精钢制成，也为长方体结构，假设不同强度弹簧压头的长度为l＝l₁＝l₂＝……＝l_n，且每个压头的长度l＝L/n，总长度为L＝l₁+l₂+……+l_n，偏压弹簧下压头的一侧设有1个用于连接弹簧的连接扣，与连接扣所在的面相对的另一面为直接加载于岩土试样的面。