[發明專利]模擬變重力、真空條件下巖土動力學的試驗系統及方法

有效

• 申請號: 202110272802.8
• 申請日: 2021-03-12
• 公開（公告）號: CN112683677B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 鄭博;李守定;李曉;赫建明;毛天橋
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02;G01N3/06
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

1.一種模擬變重力、真空條件下巖土動力學的試驗系統，其特征在于，該系統包括巖土動態加載系統、承載平臺系統、變形檢測裝置和總控系統，所述巖土動態加載系統、所述承載平臺系統、所述變形檢測裝置均與所述總控系統通信連接；

所述巖土動態加載系統包括壓力室、加載底座、真空度調節裝置和軸向壓力調節裝置，所述壓力室與所述加載底座構成密封試驗腔室，用于放置試驗樣品；所述真空度調節裝置設置于所述密封試驗腔室的頂部，用于調節所述密封試驗腔室內部的真空度；所述軸向壓力調節裝置設置于試驗樣品的軸向一側，用于提供試驗樣品所需的軸向壓力；

所述承載平臺系統包括移動平臺和重力加速度調節裝置，所述重力加速度調節裝置包括動力裝置、升降裝置和立柱，所述動力裝置裝設于所述立柱；所述升降裝置包括螺桿、絲杠螺母和導軌組件，所述螺桿通過聯軸器與所述動力裝置的動力輸出端連接；所述移動平臺為L型承載平臺，所述L型承載平臺的豎直部通過所述絲杠螺母螺紋套設于所述螺桿，并與所述導軌組件可相對運動設置；所述導軌組件裝設于所述立柱；所述L型承載平臺的水平部用于承載所述巖土動態加載系統；

所述變形檢測裝置用于采集試驗樣品的軸向變形和徑向變形數據。

2.根據權利要求1所述的模擬變重力、真空條件下巖土動力學的試驗系統，其特征在于，所述真空度調節裝置包括真空泵和抽真空管路，所述真空泵裝設于所述壓力室的頂部，所述抽真空管路貫穿所述壓力室的上壁設置以與所述壓力室的內部連通；所述抽真空管路與所述壓力室的外部設置有第一密封裝置；

所述軸向壓力調節裝置包括加載作動器和壓力檢測裝置；所述壓力室的內頂壁開設有容納腔室，所述加載作動器裝設于所述容納腔室，所述加載作動器的動力輸出端朝向試驗樣品設置；所述壓力檢測裝置設置于試驗樣品遠離所述加載作動器的一端；所述壓力室的側壁開設有容納進油管路的進油管路通孔和容納出油管路的出油管路通孔，所述進油管路、所述出油管路的一端在所述容納腔室中分別設置于所述加載作動器的上下位置，用于調控所述加載作動器對試驗樣品施加的壓力。

3.根據權利要求2所述的模擬變重力、真空條件下巖土動力學的試驗系統，其特征在于，所述壓力檢測裝置為壓力傳感器。

4.根據權利要求2所述的模擬變重力、真空條件下巖土動力學的試驗系統，其特征在于，所述密封試驗腔室的內部還設置有調平球鉸和墊塊組件，所述墊塊組件包括第一墊塊和第二墊塊，所述第一墊塊與所述第二墊塊分別設置于試驗樣品的上下兩端；所述調平球鉸設置于所述第一墊塊的頂部；

所述變形檢測裝置包括軸向變形檢測裝置和徑向變形檢測裝置，所述軸向變形檢測裝置包括第一連接環、第二連接環和位移量桿，所述第一連接環套設于所述第一墊塊設置；所述第二連接環套設于所述第二墊塊設置，所述第二連接環的內部設置有磁筒；所述位移量桿的一端固設于所述第一連接環，另一端貫穿所述磁筒設置，且與所述磁筒間隙設置；所述磁筒通過第一線路與所述總控系統連接，以實時獲取試驗樣品在軸向壓力作用下所述位移量桿在所述磁筒的相對位移；

所述徑向變形檢測裝置設置于試驗樣品的外側，通過第二線路與所述總控裝置連接；

所述加載底座上開設有容納所述第一線路、所述第二線路的通孔，并且所述第一線路、所述第二線路與所述加載底座的外側設置有第二密封裝置，以密封所述加載底座的通孔。

5.根據權利要求4所述的模擬變重力、真空條件下巖土動力學的試驗系統，其特征在于，所述位移量桿的縱向軸線與所述密封試驗腔室的縱向軸線、試驗樣品的縱向軸線一致設置。

6.根據權利要求4所述的模擬變重力、真空條件下巖土動力學的試驗系統，其特征在于，該系統還包括拖鏈組件，所述拖鏈組件包括拖鏈支架和拖鏈，所述拖鏈支架與所述立柱均通過底座設置于地面；

所述拖鏈的一端固設于所述拖鏈支架，所述拖鏈與所述拖鏈支架的一側設置的凹槽匹配設置，用于容納所述拖鏈；

所述拖鏈用于容納所述進油管路、所述出油管路、所述第一線路和所述第二線路。