[發明專利]脆性軟巖周向均壓加載裝置、軟巖取樣裝置及取樣方法

有效

• 申請號: 201810253130.4
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108469381B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 陶明;顧合龍;李夕兵;趙華濤;馬敖;洪志先
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N1/08
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

1.一種脆性軟巖周向均壓加載裝置，所述加載裝置包括底板、縱向隔板、橫向隔板、彈性加載軟囊、加載動力；其特征在于：所述縱向隔板、橫向隔板均為2塊且相互垂直連接圍合構成一四邊形腔體，所述四邊形腔體安裝在底板上；在每一塊縱向隔板、橫向隔板上均安裝有一彈性加載軟囊，每一個彈性加載軟囊均通過管道與加載動力連接；縱向隔板、橫向隔板上均設有縱橫交叉的縱向滑槽和橫向滑槽，所述縱向滑槽和橫向滑槽橫截面為倒“T”字形，縱向滑槽、橫向滑槽中分別卡裝有第三螺栓、第四螺栓，卡裝在縱向滑槽中的第三螺栓與橫向隔板連接，卡裝在橫向滑槽中的第四螺栓與縱向隔板連接，實現縱向隔板、橫向隔板之間的定位。

2.根據權利要求1所述的一種脆性軟巖周向均壓加載裝置，其特征在于：所述底板上設有垂直交叉的定位滑槽，所述定位滑槽橫截面為倒“T”字形，定位滑槽中卡裝有第一螺栓、第二螺栓，縱向隔板的底部與第一螺栓連接，橫向隔板的底部與第二螺栓連接，實現縱向隔板、橫向隔板在底板上的定位。

3.根據權利要求1所述的一種脆性軟巖周向均壓加載裝置，其特征在于：縱向隔板、橫向隔板上分別設置有至少4根縱向滑槽，縱向隔板、橫向隔板上分別設置有至少2根橫向滑槽。

4.根據權利要求1所述的一種脆性軟巖周向均壓加載裝置，其特征在于：在每一塊縱向隔板、橫向隔板上均安裝有一個彈性加載軟囊；所述彈性加載軟囊通過其上設置的“T”形定位柱卡裝在縱向滑槽、橫向滑槽中與縱向隔板、橫向隔板相互定位；并且可以通過調整“T”形定位柱在縱向滑槽、橫向滑槽中的位置調整彈性加載軟囊的位置，以適應不同體積、形狀的待加載脆性軟巖，實現對脆性軟巖周向均壓加載。

5.根據權利要求1-4任意一項所述的一種脆性軟巖周向均壓加載裝置，其特征在于：加載動力為液壓裝置。

6.一種脆性軟巖周向均壓加載取樣裝置，所述取樣裝置包括權利要求5所述脆性軟巖周向均壓加載裝置、鉆機，所述脆性軟巖周向均壓加載裝置置于鉆機工作臺上。

7.一種脆性軟巖周向均壓加載取樣方法，包括下述步驟：

第一步：采用權利要求6所述的取樣裝置進行取樣，將脆性軟巖周向均壓加載裝置置于鉆機工作臺上，根據脆性軟巖尺寸大小，調整脆性軟巖周向均壓加載裝置中縱向隔板、橫向隔板的相對位置以及“T”形定位柱在縱向滑槽、橫向滑槽中的位置，使設置在縱向隔板、橫向隔板上的四個彈性加載軟囊圍合成可供容置脆性軟巖的容室；

第二步：將脆性軟巖試塊置于容室中，啟動加載動力對四個彈性加載軟囊同時加載，實現對脆性軟巖試塊的有效夾持；

第三步：加載完成，啟動鉆機對脆性軟巖試塊鉆取試樣。

8.根據權利要求7所述的一種脆性軟巖周向均壓加載取樣方法，其特征在于：加載動力對四個彈性加載軟囊同時加載時，加載載荷按以下原則確定：

對脆性軟巖試塊加載至少3分鐘后卸載，卸載后脆性軟巖試塊三維尺寸中的最大彈性變形量≤2mm時的加載載荷；或

采用點荷載測試法測量脆性軟巖試塊強度，控制加載載荷小于等于脆性軟巖試塊強度的30%。

9.根據權利要求8所述的一種脆性軟巖周向均壓加載取樣方法，加載時，在脆性軟巖試塊與彈性加載軟囊之間放置柔性墊，所述柔性墊選自天然橡膠、海綿中的一種。