[發明專利]一種同時多級加載的高溫三軸巖石蠕變試驗機及使用方法

有效

• 申請號: 202010524215.9
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111521493B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 張勝利;肖寧;武鵬飛;李靜;趙德生
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/02
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

本發明公開了一種同時多級加載的高溫三軸巖石蠕變試驗機及使用方法，屬于巖石力學領域，其特征主要由壓裂模型主體、三軸應力加載及控制系統、恒溫系統、管閥件系統、位移測量系統、數據采集處理系統等部分組成。該試驗裝置能提供穩定的外力、操作方便、測試精度高，可模擬原位條件下巖石在不同溫度和壓力下的蠕變性能。此外，該設備還實現了一套設備同時對三個試件分別進行蠕變測試試驗，不僅提高了試驗效率節約了試驗成本和時間，還形成了對照組，有利于數據的對比分析。

技術領域：

本發明涉及的是一種新的多級加載高溫三軸巖石蠕變試驗裝置與方法，屬于巖石力學領域，主要適用于在恒定或者循環荷載下巖石在受壓方向變形量的研究，重點揭示不同溫度和荷載耦合作用下巖石的蠕變特性。

背景技術：

蠕變是固體材料在保持應力不變的條件下，應變隨時間延長而增加的現象。蠕變一般可在單一應力(拉力、壓力或扭力)，也可在復合應力下發生。許多材料（如金屬、塑料、巖石和冰）在一定條件下都表現出蠕變的性質。巖石的蠕變性能在一定程度上會影響其力學性能、穩定性能和使用壽命，是決定工程圍巖長期穩定性的重要因素。

通常的蠕變試驗是在單向壓縮條件下進行的，但巖石往往受到三維方向的應力。另外，隨著地下空間工程研究深度的加深，深部巖體處于應力高、溫度高以及較長的時間效應等環境中。因此，非常有必要對溫度和三維應力耦合情況下巖石的蠕變特性進行研究。針對上述要求發明了一些高溫三軸巖石蠕變試驗機。但是這些試驗機大多數為單試樣承載試驗機，即一次只能對一個試樣進行試驗。而蠕變試驗的周期一般是幾個月甚至更長，進行多組試驗時需要同時開啟多套試驗設備，極大的浪費試驗資源。

針對一種實現多組試驗同時進行加載的蠕變試驗裝置與方法的專利能夠獲得現有的公開號為：哈爾濱工程大學的“一種同時多級加載蠕變試驗機（CN105181460 B）”，該試驗裝置利用控制砝碼的重量來保持加載載荷，用拉線傳感器來保證蠕變位移量的測量，既不能實現三軸加載，也不能控制試驗溫度。

綜上，急需研發一種同時多級加載的高溫三軸巖石蠕變試驗裝置與試驗方法，實現一臺試驗裝置同時分組試驗，且每組試驗能夠分別加載軸壓和圍壓，節約試驗與時間成本，進而更加高效地研究原位應力下巖石溫度-應力-時間-蠕變量的關系，對于解決深部地下工程設計和運營問題有十分現實而重要的意義。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種新的同時多級加載的高溫三軸巖石蠕變試驗裝置與方法，解決現有一臺裝置不能同時進行多組蠕變試驗的弊端，并形成對照組，有利于對試驗數據進行精確對比分析。