[發明專利]一種高溫條件下巖石剪切裂紋擴展的實驗裝置及實驗方法

在審

• 申請號: 202010696812.X
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN112414874A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 趙瑜;李佳申;畢靖;王超林;滕明陽;全大國;楊進強;丁丁
• 申請（專利權）人: 貴州大學
• 主分類號: G01N3/36
• 分類號: G01N3/36;G01N3/02
• 代理公司: 重慶晟軒知識產權代理事務所(普通合伙) 50238
• 代理人: 王海鳳

1.一種高溫條件下巖石剪切裂紋擴展的實驗裝置，其特征在于：包括支撐架（15）、恒溫結構、剪切結構、數據采集結構和控制結構；

所述支撐架（15）為具有上下左右四個壁的框型結構；

恒溫結構：包括恒溫箱（2）；

所述恒溫箱（2）設置在支撐架（15）內，且固定在支撐架（15）的底部，恒溫箱（2）內設有用于加熱的熱電偶（3）；

所述恒溫箱（2）的上壁、左側壁和右側壁分別開設有上通孔、左通孔和右通孔，左通孔和右通孔同軸，頂通孔的軸線與左通孔的軸線垂直；

剪切結構：包括動力結構和用于限定巖石試件（18）的定位結構；

定位結構：包括支座臺（19）和剪切盒（22）；

所述支座臺（19）設置在恒溫箱（2）的內，且固定在恒溫箱（2）的底壁上，所述剪切盒（22）設置在支座臺（19）的上，剪切盒（22）與支座臺（19）之間設有滾珠（21）；

動力結構：包括上液壓動力機（7）和右液壓動力機（13）；

所述上液壓動力機（7）的上活塞桿（6）穿過上通孔延伸至恒溫箱（2）內，所述上活塞桿（6）的自由端固定連接有上壓頭（4），所述上壓頭（4）位于剪切盒（22）的上方，用于對放置在剪切盒（22）內的巖石試件（18）施加向下的壓力；

所述右液壓動力機（13）的右活塞桿（14）穿過右通孔延伸至恒溫箱（2）內，所述右活塞桿（14）的自由端固定連接有右壓頭（17），右壓頭（17）用于對剪切盒（22）施加向左的壓力；

動力結構還包括支座（24），所述支座（24）的左端固定在支撐架（15）的左側內壁上，支座（24）的左端穿過左通孔伸入恒溫箱（2）內，支座（24）的左端固定連接有左壓頭（23），左壓頭（23）用于抵住剪切盒（22）內的巖石試件（18），限制巖石試件（18）向左移動；

數據采集結構：包括壓力傳感器和位移傳感器；

所述壓力傳感器包括用于監測巖石試件（18）承受的向下壓力的上壓力傳感器（8）和用于監測巖石試件（18）承受的向左壓力的右壓力傳感器（12）；

所述位移傳感器包括監測端設置上活塞桿（6）上，用于監測上活塞桿（6）位移的上位移傳感器（5）和監測端設置在右活塞桿（14）上，用于監測右活塞桿（14）位移的右位移傳感器（16）；

控制結構：包括數據采集器（11）、溫度控制器（1）、電液伺服控制臺（9）和電腦（10）；

所述數據采集器（11）的壓力信號輸入端分別與上壓力傳感器（8）和右壓力傳感器（12）連接，數據采集器（11）的位移信號輸入端分別與上位移傳感器（5）和右位移傳感器（16）連接；

所述溫度控制器（1）的控制信號輸出端與熱電偶（3）連接，控制熱電偶（3）的加熱，溫度控制器（1）的溫度信號輸出端與數據采集器（11）的溫度信號輸入端連接；

所述電液伺服控制臺（9）的控制信號輸出端分別與上液壓動力機（7）的控制信號輸入端和右液壓動力機（13）的控制信號輸入端連接，控制上液壓動力機（7）和右液壓動力機（13）向巖石試件（18）施加壓力；

所述電腦（10）與電液伺服控制臺（9）連接，向電液伺服控制臺（9）輸入壓力指令，電腦（10）與數據采集器（11）連接，用于顯示數據采集器（11）采集的溫度信息、壓力信息和位移信息。

2.如權利要求1所述的，其特征在于：所述熱電偶（3）為四個，分別設置在恒溫箱（2）內側的四個角。

3.如權利要求1所述的高溫條件下巖石剪切裂紋擴展的實驗裝置，其特征在于：所述支座臺（19）與滾珠（21）之間設有墊塊（20）。

4.如權利要求1所述的高溫條件下巖石剪切裂紋擴展的實驗裝置，其特征在于：所述右壓頭（17）為倒L形，右壓頭（17）橫向的端部用于對剪切盒（22）施加向左的壓力，間接向巖石試件（18）施加向左的壓力；

所述左壓頭（23）為L形，左壓頭（23）橫向的端部用于抵住巖石試件（18），限制巖石試件（18）向左移動。