[發明專利]巖石全剛性真三軸系統及深部巖體溫度應力耦合模擬系統

在審

• 申請號: 201711343690.0
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN107941625A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 胡大偉;馬嘯;陳四利;周輝;張傳慶;盧景景;朱勇;楊凡杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 蘇勝

技術領域

本發明涉及巖土工程領域，具體而言，涉及巖石全剛性真三軸系統及深部巖體溫度應力耦合模擬系統。

背景技術

真三軸應力路徑模擬是研究巖石力學特性的重要實驗手段之一，而在高溫條件下進行應力路徑模擬實驗研究對研究深部特殊工程地質條件下的巖石力學特性具有非常重要的意義。而伴隨著近些年頁巖氣、深層地熱等資源的開采，迫切的需要一種可在高溫下模擬不同高地應力狀態的裝置，這對現今實驗原理及實驗儀器都提出了不小的挑戰。目前大多數用來模擬應力狀態的巖石真三軸實驗儀器都是采用復合加載方式，即軸向加載為剛性板，另外兩側四面均采用柔性板，或其中對應兩面用剛性板，另外一對應兩面使用柔性板，這就需要在壓力室內注入液壓油對巖石試樣實現圍壓的加載，因此無法模擬在200℃以上的高溫地下環境。

發明內容

本發明的目的在于提供一種巖石全剛性真三軸系統，其通過剛性的加載方式能實現在800℃的環境下進行應力路徑模擬實驗研究，并能在高溫情況下保證模擬實驗的可靠性。

本發明的另一目的在于提供一種深部巖體溫度應力耦合模擬系統，其通過剛性的加載方式能實現800℃的環境下進行應力路徑模擬實驗研究，并能在高溫情況下保證模擬實驗的可靠性。

本發明提供一種技術方案：

一種巖石全剛性真三軸系統，包括剛性真三軸系統和溫控系統，所述剛性真三軸系統包括第一加載軸、第二加載軸、第三加載軸和驅動系統，所述第一加載軸、所述第二加載軸和所述第三加載軸兩兩垂直，所述驅動系統分別連接于所述第一加載軸、所述第二加載軸和所述第三加載軸，以使得所述驅動系統能分別驅動所述第一加載軸沿所述第一加載軸的延伸方向移動、所述第二加載軸沿所述第二加載軸的延伸方向移動或者所述第三加載軸沿所述第三加載軸的延伸方向移動，以使所述第一加載軸、所述第二加載軸或者所述第三加載軸能擠壓所述試驗樣品，所述溫控系統用于貼合于所述試驗樣品的外側并向所述試驗樣品加熱。

進一步地，所述驅動系統包括第一驅動件、第二驅動件和第三驅動件，所述第一驅動件連接于所述第一加載軸，所述第二驅動件連接于所述第二加載軸，所述第三驅動件連接于所述第三加載軸。

進一步地，所述剛性真三軸系統還包括裝盛組件，所述裝盛組件用于裝盛所述試驗樣品，所述裝盛組件設置于所述第一加載軸、所述第二加載軸和所述第三加載軸之間，所述第一加載軸能沿所述第一加載軸的延伸并擠壓所述裝盛組件以擠壓所述試驗樣品，所述第二加載軸能沿所述第二加載軸的延伸并擠壓所述裝盛組件以擠壓所述試驗樣品，所述第三加載軸能沿所述第三加載軸的延伸并擠壓所述裝盛組件以擠壓所述試驗樣品。

進一步地，所述裝盛組件包括第一承壓件、第二承壓件和第三承壓件，所述第一承壓件、所述第二承壓件和所述第三承壓件相互固定連接，并且所述第一承壓件、所述第二承壓件和所述第三承壓件相互靠近的側面兩兩垂直，所述第一承壓件、所述第二承壓件和所述第三承壓件相互靠近的側面分別朝向所述第一加載軸、所述第二加載軸和所述第三加載軸。

進一步地，所述裝盛組件還包括第一施壓件、第二施壓件和第三施壓件，所述第一施壓件用于貼合于所述試驗樣品相對于所述第一承壓件的側面，所述第一加載軸通過所述第一施壓件擠壓所述試驗樣品；所述第二施壓件用于貼合于所述試驗樣品相對于所述第二承壓件的側面，所述第二加載軸通過所述第二施壓件擠壓所述試驗樣品；所述第三施壓件用于貼合于所述試驗樣品相對于所述第三承壓件的側面，所述第三加載軸通過所述第三施壓件擠壓所述試驗樣品。

進一步地，所述第一承壓件和所述第一施壓件相靠近的側面相互平行，所述第二承壓件和所述第二施壓件相靠近的側面相互平行，所述第三承壓件和所述第三施壓件相靠近的側面相互平行。

進一步地，所述溫控系統包括柔性加熱保溫套和溫控柜，所述柔性加熱保溫套用于貼合于所述試驗樣品的外側，所述溫控柜連接于所述柔性加熱保溫套，所述溫控柜用于調節所述柔性加熱保溫套內的溫度。

進一步地，所述柔性加熱保溫套包括柔性加熱層和柔性保溫層，所述柔性加熱層用于貼合于所述試驗樣品的外側，并且所述柔性加熱層連接于所述溫控柜，所述柔性保溫層貼合于所述柔性加熱層相對于所述試驗樣品的外側。