[发明专利]一种复杂应力状态下测量岩石长期蠕变变形的实验装置及方法

权利要求书

1.一种复杂应力状态下测量岩石长期蠕变变形的实验装置，其特征在于，包括平台架(6)、轴压加载系统、侧向压力加载系统、渗透压加载系统、扰动加载系统和数据测量与收集系统，所述平台架(6)上通过固定螺栓(25)固定连接有反力架(11)，所述反力架(11)内设置有煤岩试件(32)；

所述轴压加载系统包括第一杠杆(1)，所述第一杠杆(1)的一端与所述平台架(6)顶部一侧通过轴承(2)铰接，所述第一杠杆(1)的另一端通过另一轴承铰接有砝码盘(13)，所述砝码盘(13)上承载有至少一个静载砝码(12)，所述平台架(6)顶部另一侧通过轴承(2)铰接有第二杠杆(5)，所述第二杠杆(5)顶面上设置有多个限位槽(4)，所述第一杠杆(1)底端滑动安装有传力块(3)，所述传力块(3)底端紧贴所述限位槽(4)，所述第二杠杆(5)底端设置有传力杆(8)，所述传力杆(8)用于向所述煤岩试件(32)施加轴压；

所述侧向压力加载系统包括两个气压缸(21)，所述气压缸(21)的输出端固定连接有传力活塞(20)，所述传力活塞(20)紧贴所述煤岩试件(32)侧端，两个所述传力活塞(20)位于所述煤岩试件(32)的相邻两侧，所述煤岩试件(32)的另外两侧设置有垫块(30)，所述气压缸(21)固定连接高压氮气瓶(24)的输出管；

所述渗透压加载系统包括液压泵(15)，所述煤岩试件(32)顶端固定连接有上压头(18)，所述上压头(18)中开设有L形孔，所述液压泵(15)的输出管连通所述L形孔的水平段，所述L形孔的竖直段连通至所述煤岩试件(32)顶端；

所述扰动加载系统包括冲击盘(9)，所述冲击盘(9)固定安装在所述传力杆(8)中部，所述反力架(11)顶面上设置有两个伸缩式位移计(10)，所述伸缩式位移计(10)的顶端紧贴所述冲击盘(9)的底面，所述传力杆(8)上活动套装有冲击砝码(7)；

所述数据测量与收集系统包括计算机，所述传力杆(8)底端固定连接有轴压传感器(17)，所述轴压传感器(17)底端紧贴所述上压头(18)，所述液压泵(15)的输出管上设置有第一压力传感器(16)，所述高压氮气瓶(24)的输出管上设置有第二压力传感器(22)，所述计算机用于监测、控制和采集所述轴压传感器(17)、第一压力传感器(16)、第二压力传感器(22)和伸缩式位移计(10)的实时实验数据。

2.根据权利要求1所述的一种复杂应力状态下测量岩石长期蠕变变形的实验装置，其特征在于，所述煤岩试件(32)底端固定连接有下压头(28)，所述下压头(28)固定连接在所述反力架(11)内的底面上，所述下压头(28)中开设有L形孔，所述L形孔连通有排液管，所述排液管另一端的下方设置有量杯(27)。

3.根据权利要求2所述的一种复杂应力状态下测量岩石长期蠕变变形的实验装置，其特征在于，所述煤岩试件(32)外竖向包裹有橡胶套(31)，所述橡胶套(31)耐高温，所述上压头(18)和下压头(28)的一部分也位于所述橡胶套(31)内，所述橡胶套(31)外设置有用于固定所述橡胶套(31)的上卡箍(19)和下卡箍(29)。

4.根据权利要求2所述的一种复杂应力状态下测量岩石长期蠕变变形的实验装置，其特征在于，所述液压泵(15)的输出管上设置有第一截止阀(14)，所述高压氮气瓶(24)的输出管上设置有第二截止阀(23)，所述排液管上设置有第三截止阀(26)。

5.根据权利要求1所述的一种复杂应力状态下测量岩石长期蠕变变形的实验装置，其特征在于，所述反力架(11)内的底面上设置有垫块(30)。