[發明專利]單個巖樣測巖石抗剪強度的實驗裝置及使用方法

有效

• 申請號: 202010051149.8
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111141621B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 劉杰;王子明;唐洪宇;周遠航;謝曉康;李洪亞;黎照;石謙;李政;李運舟;楊浩宇;杜卓興;高素芳;孫濤
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

1.一種單個巖樣測巖石抗剪強度的方法，其特征在于：它包括中空結構的GDS三軸實驗儀（6），GDS三軸實驗儀（6）的內部下表面連接有固定模具（2），固定模具（2）的上表面與GDS三軸實驗儀（6）的施力裝置連接；固定模具（2）為中空圓柱體結構，固定模具（2）內部放置圓柱體結構的巖石樣品（1）；

固定模具（2）包括第一分體模（21）和第二分體模（22），第一分體模（21）和第二分體模（22）拼接成完整的固定模具（2）；第一分體模（21）和第二分體模（22）的拼接處為斜面結構；

固定模具（2）為直徑不同的兩個中空圓柱體結構套接成的雙層結構，內層和外層之間的間隙中填入滾珠（3）；

其方法包括如下步驟：

S1，選取真實的待測試巖石，將巖石切割成圓柱體的巖石樣品（1），圓柱體的尺寸根據實驗需求確定；

S2，利用硬質金屬材料根據巖石樣品的尺寸澆筑出固定模具（2）；澆筑時將固定模具（2）分成接觸面為斜面結構的第一分體模（21）和第二分體模（22）；共澆筑三組斜面傾斜角度不同的固定模具（2）；

S3，在雙層的固定模具（2）內外層的間隙中填入滾珠（3），滾珠（3）選用毫米級的鋼珠，然后在滾珠（3）的間隙中填入潤滑劑（4）；

S4，將巖石樣品（1）裝入固定模具（2）內，固定模具（2）下端的第二分體模（22）固定于GDS三軸實驗儀（6）內部的底面，固定模具（2）上端的第一分體模（21）與GDS三軸實驗儀（6）的施力端配合；

S5，啟動GDS三軸實驗儀（6），施力端對第一分體模（21）的頂部施加壓力，在斜面結構以及滾珠（3）的作用下，第一分體模（21）相對第二分體模（22）發生相對滑動，從而對內部的巖石樣品（1）進行壓裂試驗；通過GDS三軸實驗儀（6）采集相關力學數據；

S6，將受剪切力裂開的巖石樣品（1）沿著上次壓裂面用粘接劑膠結，跟換斜面角度不同的另外兩組固定模具（2），重復步驟4至步驟5，通過GDS三軸實驗儀（6）采集不同角度下壓裂試驗的相關力學數據；利用力學分析公式，綜合得到巖石的均勻度特征數值。

2.根據權利要求1所述的單個巖樣測巖石抗剪強度的方法，其特征在于：所述滾珠（3）的間隙內填入潤滑劑（4）。

3.根據權利要求1所述的單個巖樣測巖石抗剪強度的方法，其特征在于：所述巖石樣品（1）的直徑和大小與固定模具（2）的內壁尺寸相同。