[發明專利]一種煤巖體高溫三軸流變及動靜組合加載試驗裝置

有效

• 申請號: 202011255355.7
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112284922B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 張小強;岳少飛;王開;閆建兵
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/10;G01N3/02
• 代理公司: 北京惠科金知識產權代理有限公司 11981
• 代理人: 苑朝陽

1.一種煤巖體高溫三軸流變及動靜組合加載試驗裝置，包括軸向加載系統、三軸主測試系統、圍壓跟蹤系統、溫度控制系統、數據采集與控制系統；其特征在于，所述軸向伺服加載系統為電液伺服加載控制裝置，具體由加載油缸(1)、伺服油源系統(4)、軸向力傳感器(7)、電液伺服閥(5)和控制器(18)組成，控制器(18)接收軸向力傳感器(7)的反饋信號后控制軸向加載速率與幅度；所述加載油缸(1)及伺服油源系統(4)布置于壓機(6)上方，加載油缸(1)頂部設置有一位移傳感器(3)，位移傳感器(3)接入控制器(18)；軸向加載油缸(1)連接軸向力傳感器(7)和電液伺服閥(5)，電液伺服閥(5)連接伺服油源系統(4)和控制器(18)；

所述三軸主測試系統包括釜體(9)，所述釜體(9)為圓柱型結構，所述釜體(9)的頂部設置有自平衡結構，所述釜體(9)外部連接有水浴槽，所述溫度控制系統與水浴槽相連接；所述釜體(9)的水平軸向均勻布置8個徑向位移傳感器(11)，通過徑向位移傳感器(11)測量試件的水平軸向相應測點的徑向變形；所述自平衡結構包括釜體上堵頭(8)、軸向平衡活塞(8a)、釜體上堵頭壓蓋(8b)和軸壓平衡通道(8c)；所述釜體上堵頭(8)封堵在釜體(9)頂部開口處，軸壓平衡通道(8c)設置在釜體上堵頭(8)內，軸向平衡活塞(8a)設置在軸壓平衡通道(8c)內并深入釜體(9)內；所述軸向平衡活塞(8a)的兩端為球形接觸；軸向平衡活塞(8a)一端連接軸向力傳感器(7)，另一端與試件的上堵頭接觸，用于平衡圍壓對軸壓的影響；釜體上堵頭(8)通過管路與環壓跟蹤泵(16)相連接，通過環壓跟蹤泵(16)對釜體(9)內的試件施加孔隙水壓，用于保持釜體(9)內的圍壓恒定；所述釜體(9)的底部設置有圍壓連接通道，用于連接所述的圍壓跟蹤系統；

控制器(18)接受位移傳感器(3)、軸向力傳感器(7)和徑向位移傳感器(11)的反饋信號，用于控制待測試件的軸向加載速率與幅度實現動靜組合加載；

分別測量試件中部圓周的8個點的徑向變形，通過對數據的整理、分析，結合試件的直徑d計算得出試件的徑向應變ε_d；其中8個徑向變形Δd₁～Δd₈數據兩兩對應，共計4對徑向變形數據Δd₁+Δd₅、Δd₂+Δd₆、Δd₃+Δd₇、Δd₄+Δd₈，由此能夠計算試件的徑向應變ε_d＝(Δd₁+Δd₂+…+Δd₈)/4d。

2.根據權利要求1所述的一種煤巖體高溫三軸流變及動靜組合加載試驗裝置，其特征在于，所述徑向位移傳感器(11)的傳感器探頭(14)長度可調節，用于適應不同直徑的試件。

3.根據權利要求1所述的一種煤巖體高溫三軸流變及動靜組合加載試驗裝置，其特征在于，所述釜體(9)的底部設置有擴展通道，所述擴展通道內用于放置試件損傷變形測量裝置。

4.根據權利要求3所述的一種煤巖體高溫三軸流變及動靜組合加載試驗裝置，其特征在于，所述試件損傷變形測量裝置為聲發射監測裝置或應變片。

5.根據權利要求1所述的一種煤巖體高溫三軸流變及動靜組合加載試驗裝置，其特征在于，所述釜體(9)內設置有溫度傳感器，所述溫度傳感器與溫度控制系統相連接。

6.根據權利要求1所述的一種煤巖體高溫三軸流變及動靜組合加載試驗裝置，其特征在于，所述釜體(9)設置在壓機底座的導軌內，所述釜體(9)連接有推拉油缸。