[发明专利]一种便携式岩石真三轴试验装置及方法

权利要求书

1.一种便携式岩石真三轴试验装置，其特征在于：包括底板、套筒、顶板和四个侧压板，所述套筒的横截面呈矩形，四个所述侧压板与所述套筒的四个内侧壁一一对应，所述套筒的每个内侧壁上均设置有纵切面呈三角形的水平凸条，所述水平凸条具有上下两个斜面，与所述套筒的内侧壁对应的所述侧压板上对应所述水平凸条设置有水平凹槽，所述水平凸条能够与对应的所述水平凹槽相吻合；所述套筒的底端能够拆卸地连接在所述底板上，所述顶板与所述套筒的顶端能够拆卸地连接，所述顶板上设置有用于驱动升降轴进行升降的驱动装置，岩石样品放置在四个所述侧压板所围成的长方体空间内，所述升降轴位于所述岩石样品的正上方；所述升降轴上还能够拆卸地连接有四个与四个所述侧压板一一对应的顶压板，所述顶压板的底端能够与对应的所述侧压板的顶端紧密接触；所述顶压板的顶部固连有一水平的约束板，所述顶板上固设有竖直的螺杆，所述约束板滑动套设在所述螺杆上，所述螺杆上螺纹连接有位于所述约束板上方的限位螺母；每个所述侧压板上均设置有侧向压力传感器，所述底板上设置有位于所述岩石样品正下方的轴向压力传感器。

2.根据权利要求1所述的便携式岩石真三轴试验装置，其特征在于：所述套筒的每个内侧壁上均设置有多个由上至下依次排列的所述水平凸条。

3.根据权利要求1所述的便携式岩石真三轴试验装置，其特征在于：所述底板能够通过固定螺栓与工作台或地面固连。

4.根据权利要求1所述的便携式岩石真三轴试验装置，其特征在于：所述套筒、所述侧压板、所述顶压板及所述升降轴的材质均为钢。

5.根据权利要求1所述的便携式岩石真三轴试验装置，其特征在于：所述驱动装置为千斤顶，所述千斤顶的活塞轴作为所述升降轴，所述顶板对应所述升降轴设置有通孔，所述升降轴穿过所述通孔。

6.根据权利要求5所述的便携式岩石真三轴试验装置，其特征在于：所述升降轴上连接有水平的连接板，四个所述顶压板分别通过销钉与所述连接板连接。

7.一种恒定刚度条件下岩石真三轴试验方法，其特征在于，基于权利要求1-6任意一项所述的便携式岩石真三轴试验装置，包括以下步骤：

(1)将所述便携式岩石真三轴试验装置运至现场，并进行组装，将底板用固定螺栓固定在平整场地；

(2)使用销钉将顶压板与升降轴连接固定，并使侧压板与对应的套筒的内侧壁吻合，且保证侧压板的底端与底板之间具有间隔，在四个侧压板围成的长方体空间内放入岩石样品；

(3)开启侧向压力传感器和轴向压力传感器，并开启驱动装置驱动升降轴和顶压板向下运动，顶压板向下压紧对应的侧压板，侧压板在水平凸条与水平凹槽的作用下将轴向压力转换为侧向压力，从而侧向压紧所述岩石样品；

(4)当有所述侧向压力传感器所检测到的侧向压力达到设定值时，拧紧限位螺母，使所述限位螺母的底端与对应的所述顶压板上的约束板的顶面紧密接触，从而对所述约束板进行竖直方向的限位，并同时解除所述顶压板与所述升降轴之间的连接；

(5)继续向下驱动升降轴，并进行步骤(4)；

(6)重复进行步骤(5)，直至所有所述侧向压力传感器所检测到的侧向压力都达到设定值；

(7)继续向下驱动升降轴，通过所述升降轴对所述岩石样品施加轴向压力，直至所述岩石样品破坏，记录此时所述千斤顶的位移量、轴压及围压值，计算岩石在恒定刚度条件下的三轴抗压强度。