[發明專利]一種圍壓與濕熱耦合條件下煤巖動態沖擊破壞測試系統

有效

• 申請號: 201810607313.1
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN109001053B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 馮俊軍;陳霞;胡新成;許波
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: G01N3/307
• 分類號: G01N3/307
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 謝永

1.一種圍壓與濕熱耦合條件下煤巖動態沖擊破壞測試系統，其特征在于：包括沖擊加載裝置和濕熱力耦合裝置；所述沖擊加載裝置與所述濕熱力耦合裝置位于同一軸線上，所述沖擊加載裝置為氣動控制，所述濕熱力耦合裝置外接增壓裝置、動態監測裝置，所述濕熱力耦合裝置內裝設有試樣(11)，且所述濕熱力耦合裝置與所述試樣(11)直接接觸，氣壓圍壓直接作用于試樣周圍，避免密封膠套對試樣的阻隔，通過聲發射和高速攝影儀直接獲取試樣在沖擊破壞過程中的內部微破裂信號和表面斷裂圖像信息，全面地反映煤巖體的動力學響應特征；

所述沖擊加載裝置包括氣室(1)、控制閥(2)、撞擊桿(3)、入射桿(4)及透射桿(9)；

所述控制閥(2)控制所述氣室(1)的開合狀態，所述撞擊桿(3)位于所述氣室(1)內，且所述撞擊桿(3)、所述入射桿(4)及所述透射桿(9)處于同一軸線上；

所述濕熱力耦合加載裝置包括入射桿套(5)、入射端腔室(6)、透射端腔室(7)及透射桿套(8)；

所述入射桿(4)、所述入射桿套(5)及所述入射端腔室(6)從內到外逐層密封套接；所述透射桿(9)、所述透射桿套(8)及所述透射端腔室(7)從內到外逐層密封套接；

所述入射桿(4)與所述透射桿(9)之間夾持有所述試樣(11)，所述入射端腔室(6)和所述透射端腔室(7)通過法向螺栓(13)連接；

所述增壓裝置包括液壓泵站(22)；

所述入射桿套(5)及所述透射桿套(8)周身表面分別設有環狀凸起(15)，兩個所述環狀凸起(15)分別與入射端腔室(6)、所述透射端腔室(7)形成封閉空間(16)；

所述封閉空間(16)內的所述入射端腔室(6)及所述透射桿腔室(7)的壁面上均設置有進油口(17)，所述進油口(17)通過高壓管路與液壓泵站(22)連接，所述液壓泵站(22)向封閉空間(16)內注入有液壓油；

所述動態監測裝置包括壓力傳感器(24)、高壓氣瓶(25)、動態數據采集儀(33)；

所述入射端腔室(6)的壁面中部設置有進氣口(18)和泄壓口(19)，所述泄壓口(19)處連接有泄壓閥(23)；

所述進氣口(18)處依次與所述壓力傳感器(24)及所述高壓氣瓶(25)連接，所述壓力傳感器(24)與所述動態數據采集儀(33)連接；

所述高壓氣瓶(25)通過所述進氣口(18)向所述入射端腔室(6)注入高壓氣體，所述高壓氣體對所述試樣(11)施加有環向圍壓；

所述動態監測裝置包括聲發射傳感器(26)、聲發射采集儀(32)；

所述入射桿套(5)內沿軸向間隔90°均勻分布有多條導線通道a(20a)，且所述聲發射傳感器(26)均勻分布在所述入射桿套(5)與所述試樣(11)相對的端面處；

所述聲發射傳感器(26)底部設置彈性緩沖墊塊(27)，所述聲發射傳感器(26)導線穿過所述彈性緩沖墊塊(27)，并經由所述導線通道a(20a)穿出所述入射桿桿套(5)與所述聲發射采集儀(32)連接；

所述動態監測裝置還包括電阻加熱式盤管(28)、溫度傳感器(30)、濕度傳感器(31)及工控計算機(34)；

所述透射桿套(8)內沿軸向設有液體通道(21)與導線通道b(20b)，所述液體通道(21)的一端與所述試樣(11)的端面接觸、另一端連接有注水泵站(40)；

所述透射桿套(8)與所述試樣(11)相對的側面端部設置有所述電阻加熱式盤管(28)，并在所述透射桿套(8)表面上分布有所述溫度傳感器(30)與所述濕度傳感器(31)，所述電阻加熱式盤管(28)通過所述導線通道b(20b)接入所述工控計算機(34)；所述溫度傳感器(30)與濕度傳感器(31)的導線均通過所述導線通道b(20b)連接所述動態數據采集儀(33)。

2.根據權利要求1所述的一種圍壓與濕熱耦合條件下煤巖動態沖擊破壞測試系統，其特征在于：所述動態監測裝置包括高速攝影儀(36)；所述入射端腔室(6)中部正對所述試樣(11)的位置設置有透明觀察窗口(35)，所述高速攝影儀(36)對應設在所述透明觀察窗口(35)的法線方向外部；所述動態數據采集儀(33)、所述聲發射采集儀(32)和所述高速攝影儀(36)之間通過導線相連。