[發明專利]一體成型全密封真三軸試驗測試裝置

有效

• 申請號: 202010159384.7
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111198128B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 程衛民;王剛;劉義鑫;倪冠華;孫路路;于巖斌;劉震
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/12
• 代理公司: 重慶天成卓越專利代理事務所(普通合伙) 50240
• 代理人: 譚小容

本發明公開了一種一體成型全密封真三軸試驗測試裝置，包括主機、主機支撐組件、滑軌、滑軌支撐組件和伺服油缸，滑軌呈前后方向設置在主機下，且穿過主機后通過滑軌支撐組件支撐在地面上，主機包括鑄造成型的整體環形框架和設置在整體環形框架前后兩側的蓋板，整體環形框架和蓋板形成主機殼，主機殼內設置有試樣，試樣外設置有位于六個面的試樣墊塊，試樣墊塊上設置有兩個流道，流道分別用于流體的進入、流出，試樣墊塊內至少還設置有四個聲發射探頭，下側的試樣墊塊下方設置有能在滑軌上前后移動的試樣移動支架。具有結構簡單、承壓能力更強、可靠性及密封性更好，操作更加方便，并能實現各向異性滲流的特點。

技術領域

本發明屬于煤巖力學性能測試試驗設備技術領域，具體涉及真三軸試驗測試裝置。

背景技術

煤巖的真三軸試驗，是在三向應力狀態下，測定和研究煤巖變形和強度特性的一種試驗。用于研究煤巖真三軸試驗的真三軸試驗機，也是重中之重的研究對象。特別在巖土工程領域，真三軸試驗機承擔著邊坡穩定、隧道圍巖維護、沖擊地壓、地震效應等方面的研究和工程應用的重任。

現有的真三軸試驗裝置，為了能高度模擬煤巖的實際狀況，通常是采用內外層框架結構，將試樣裝入內層框架，內外層框架構成一個腔體，利用腔體模擬煤巖所受的圍壓，伺服油缸穿過內外層框架向試樣施加力，這樣的雙層框架結構讓試驗裝置更加復雜，同時還需要同時保證內外層框架的密封性，這對整個試樣裝置要求高。

CN102735547B公開了一種真三軸狀態下煤巖水壓致裂試驗方法，該試驗方法中，試樣的密封采用熱縮膠套，這使得在滲流試驗中，流體只能從上壓頭進，下壓頭出，導致滲流試驗模擬不充分。

發明內容

本發明擬提供一種結構簡單、承壓能力更強、可靠性及密封性更好，操作更加方便，并能實現各向異性滲流的真三軸試驗測試裝置。

為此，本發明所采用的技術方案為：一種一體成型全密封真三軸試驗測試裝置，包括主機、主機支撐組件、滑軌、滑軌支撐組件和伺服油缸，六套所述伺服油缸布置在主機外的上下、左右、前后方向，所述滑軌在主機下方前后延伸設置，且穿過主機后通過滑軌支撐組件支撐在地面上，所述主機包括鑄造成型的整體環形框架，所述整體環形框架的前后兩側開孔，并在每個開孔位置外側配備有蓋板，所述整體環形框架和蓋板圍成主機殼，主機內腔用于放置試樣，且試樣的上、下、左、右、前、后側外分別配備有試樣墊塊，六個試樣墊塊的接縫處密封從而圍成一個容納試樣的密封腔，每個試樣墊塊上設置有兩個流道分別用于流體的進入、流出，位于下側的所述試樣墊塊下方設置有能在滑軌上前后移動的試樣移動支架；前后側的伺服油缸下方均設置有能在滑軌上前后移動的油缸移動支架，所述蓋板能隨著對應側的伺服油缸一起移動，上下左右側的伺服油缸固設在整體環形框架的對應側外，伺服油缸的活塞桿前端居中位置處設置有載荷傳感器，所述載荷傳感器的前端設置有壓塊，所有活塞桿能穿過主機殼后通過壓塊直接抵在對應側的試樣墊塊上。

作為上述方案的優選，六個所述試樣墊塊通過快鎖組合安裝后再結合試樣墊塊接縫處的棱邊密封膠密封成一個正六面體，從而將試樣密封其中；所述棱邊密封膠采用在需要密封的棱邊刷涂液態硅橡膠，待硅橡膠固化后便能實現試樣墊塊之間的密封。試樣墊塊的接縫在硅橡膠固化后實現預密封，在試驗時，通過主機內腔的圍壓，使硅橡膠緊貼試樣，不僅能實現試樣墊塊相鄰表面之間的進一步密封，還能減弱棱邊處的邊界效應。

進一步優選為，所述伺服油缸內設置有油缸位移傳感器，上下左右側的伺服油缸通過端蓋固定安裝在整體環形框架上，前后側的伺服油缸通過蓋板固定安裝在整體環形框架上，所有活塞桿穿過主機殼的位置處均設置有襯套；借用端蓋、蓋板將伺服油缸安裝到整體環形框架上，并增設襯套保證了主機內腔的密封性，進一步簡化伺服油缸的安裝，使整體結構更為緊湊。