[发明专利]一种便携式岩石真三轴试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种便携式岩石真三轴试验装置，包括底板、套筒、顶板和四个侧压板，套筒的横截面呈矩形，四个侧压板与套筒的四个内侧壁一一对应，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，水平凸条具有上下两个斜面，侧压板上对应水平凸条设置有水平凹槽，水平凸条能够与对应的水平凹槽相吻合；套筒的底端连接在底板上，顶板与套筒的顶端连接，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侧压板所围成的长方体空间内，升降轴位于岩石样品的正上方；升降轴上还能够拆卸地连接有四个顶压板，顶压板的底端能够与对应的侧压板的顶端紧密接触。本发明提高了便携式岩石真三轴试验装置的易用性和便携性。

技术领域

本发明涉及岩石的试验检测技术领域，特别是涉及一种便携式岩石真三轴试验装置及方法。

背景技术

由于存在构造应力，自然界中的岩石处于真三轴应力环境当中，同时，岩石的真三轴试验能在使用标准尺寸样品时再现岩石结构的变化。然而目前对岩石结构变化的研究多是在常规三轴的应力状态下进行的，因此研究真三轴应力状态下岩石的结构变化对各类工程项目具有重要的参考价值。

但是，现在国内外的便携式岩石真三轴试验装置都设置在室内，且试验装置更换劳动强度大，试验周期长，试验操作复杂，试验效率低的问题。同时，在现场取芯后运输至试验室，岩石样品会造成不同程度的损伤，导致无法测得准确的力学参数。

发明内容

本发明的目的是提供一种便携式岩石真三轴试验装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高便携式岩石真三轴试验装置的易用性和便携性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种便携式岩石真三轴试验装置，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。

优选的，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。

优选的，所述底板能够通过固定螺栓与工作台或地面固连。

优选的，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。

优选的，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。

优选的，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。

一种恒定刚度条件下岩石真三轴试验方法，基于上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；