[發(fā)明專利]一種氣動式加卸載的巖石蠕變試驗裝置及方法

在審

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• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112051158A
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡婷婷;馮增朝;周動;趙東;蘇曉玉
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/10;G01N3/02
• 代理公司: 太原高欣科創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 14109
• 代理人: 冷錦超;鄧東東

1.一種氣動式加卸載的巖石蠕變試驗裝置，其特征在于，包括用于承載巖石試樣的試樣加載部、缸體支撐部、氣體增壓部，所述缸體支撐部內(nèi)設(shè)置有氣體加壓腔和第一活塞，所述第一活塞連接有軸向加載桿，所述軸向加載桿的端部伸至試樣加載部內(nèi)用于對巖石試樣加壓，所述氣體增壓部內(nèi)設(shè)置有增壓腔體，所述增壓腔體內(nèi)設(shè)置有第二活塞，所述增壓腔體通過第三管路連接有供氣裝置，增壓腔體與氣體加壓腔相連通，在第二活塞的推動下對氣體加壓腔提供壓縮動力；所述第一活塞的一側(cè)通過第一管路與第一活塞的另一側(cè)相連通，所述第一管路上設(shè)置有換向閥，所述增壓腔體通過第二管路與第一管路相連接，所述第二管路與換向閥相并聯(lián)；所述第二管路與第三管路分別位于第二活塞的兩側(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動式加卸載的巖石蠕變試驗裝置，其特征在于，所述的氣體加壓腔連接有氣壓檢測裝置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動式加卸載的巖石蠕變試驗裝置，其特征在于，所述缸體支撐部設(shè)置在試樣加載部的下方，所述氣體增壓部設(shè)置在缸體支撐部的下方。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氣動式加卸載的巖石蠕變試驗裝置，其特征在于，所述試樣加載部包括上板、立柱、下板和球形座，所述上板、立柱和下板圍成用于放置巖石試樣的空間，所述球形座固定在上板的下部，所述巖石試樣置于球形座上并與上板直接接觸。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種氣動式加卸載的巖石蠕變試驗裝置，其特征在于，所述巖石試樣和球形座外包裹有保溫裝置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動式加卸載的巖石蠕變試驗裝置，其特征在于，所述第一管路上設(shè)置有與換向閥串聯(lián)的閥門。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動式加卸載的巖石蠕變試驗裝置，其特征在于，所述供氣裝置包括高壓氣瓶和氣體減壓閥，所述第三管路的一端通過截止閥與高壓氣瓶相連接，另一端通過氣體減壓閥與高壓氣瓶相連。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣動式加卸載的巖石蠕變試驗裝置，其特征在于，所述增壓腔體外部包裹有保溫層。

9.一種利用如權(quán)利要求1-8任意一項所述的氣動式加卸載的巖石蠕變試驗裝置的巖石蠕變試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

a）巖石試樣預(yù)緊：將增壓腔體內(nèi)、設(shè)置軸向加載桿的第一活塞一側(cè)與氣體加壓腔之間的氣體排入遠(yuǎn)離軸向加載桿的第一活塞一側(cè)與氣體加壓腔之間的空間內(nèi)；計算出巖石試樣所受的預(yù)緊力；

b）氣體加載：向增壓腔體注入高壓氣體，使第二活塞移動以使增壓腔體內(nèi)的氣體流向氣體加壓腔，直至巖石試樣所受壓力達(dá)到目標(biāo)壓力時停止氣體加載；

c）進(jìn)行蠕變實驗，分級壓力加載時，繼續(xù)重復(fù)步驟b的操作；

d）蠕變實驗結(jié)束時，對巖石試樣所受的應(yīng)力進(jìn)行卸載，將遠(yuǎn)離軸向加載桿的第一活塞一側(cè)與氣體加壓腔之間的氣體排入增壓腔體、以及設(shè)置軸向加載桿的第一活塞一側(cè)與氣體加壓腔之間的空間內(nèi)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的巖石蠕變試驗方法，其特征在于，巖石試樣預(yù)緊之前對增壓腔體和巖石試樣進(jìn)行預(yù)熱。