[發(fā)明專利]一種巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)可視化測定裝置

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• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN113607541A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳斐;陳結(jié);蒲源源;尚雪義;張平;鄒全樂;張闖;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/06;G01N3/12
• 代理公司: 重慶信航知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50218
• 代理人: 吳彬

本發(fā)明公開了一種巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)可視化測定裝置，包括圍壓腔，圍壓腔包括水平底板、透明圍罩和密封墊，透明圍罩的上端中部設(shè)置有上壓頭，水平底板的下端中部設(shè)置有下壓頭，巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)可視化測定裝置還包括用于套在巖石試件外的透明熱縮管和用于采集巖石破裂信號的聲發(fā)射傳感器套，聲發(fā)射傳感器套包括彈性透明保護(hù)套和圓環(huán)形聲發(fā)射探頭。本發(fā)明能通過工業(yè)相機(jī)宏觀觀察試驗(yàn)中巖石壓縮破裂的過程，解決了現(xiàn)有巖石三軸壓縮實(shí)驗(yàn)中巖石破裂過程不可視的缺陷。并且本發(fā)明能通過聲發(fā)射傳感器套能更全面的采集巖石試件周向及周向范圍內(nèi)的微小破裂信號，能更準(zhǔn)確的對破裂位置進(jìn)行定位，進(jìn)而能更準(zhǔn)確的監(jiān)測出巖石內(nèi)部的微觀裂隙的破壞特征。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖石實(shí)驗(yàn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種可視化的巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

巖石三軸壓縮強(qiáng)度是巖石物理力學(xué)性質(zhì)之一，指巖石試件在三向壓應(yīng)力作用下所能抵抗的最大軸向應(yīng)力。在礦山工程中所遇到的邊坡穩(wěn)定、采場礦柱的承載能力及其應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、巷道穩(wěn)定性、采場空區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)等巖石力學(xué)問題均是雙向或三向應(yīng)力問題。所以，從理論上研究巖石的三向應(yīng)力對解決礦山工程中的實(shí)際問題是有現(xiàn)實(shí)意義的。

現(xiàn)有技術(shù)中，巖石三軸應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)在測定巖石三軸壓縮強(qiáng)度的過程中，試件是位于鋼質(zhì)圍壓腔體內(nèi)，巖石壓縮過程是不可視的，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無法直觀的了解巖石破壞過程。同時(shí)現(xiàn)有技術(shù)中是在巖石三軸應(yīng)力試驗(yàn)機(jī)的軸向壓頭的端部設(shè)置聲發(fā)射探頭來監(jiān)測巖石破壞信號及定位破壞部位，但是由于試件具有一定長度，設(shè)置在軸壓端頭的聲發(fā)射探頭并能有效的監(jiān)測整個(gè)試件長度范圍內(nèi)的巖石破壞微小信號。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)可視化測定裝置，以解決現(xiàn)有巖石三軸壓縮強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)裝置不能可視化觀察巖石壓縮破壞過程，及不能對整個(gè)試件長度范圍內(nèi)的巖石破壞微小信號進(jìn)行有效監(jiān)測的技術(shù)問題。

本發(fā)明巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)可視化測定裝置包括圍壓腔，所述圍壓腔包括水平底板、通過螺栓連接在水平底板上的透明圍罩和設(shè)置水平底板頂面與透明圍罩下端面之間的密封墊，透明圍罩的上端中部設(shè)置有上壓頭，且透明圍罩上還設(shè)置有與上壓頭上下滑動密封配合的密封圈，水平底板的下端中部設(shè)置有下壓頭，且水平底板上還設(shè)置有與下壓頭上下滑動密封配合的密封圈；透明圍罩的側(cè)部設(shè)置有壓力液進(jìn)口，水平底板上設(shè)置有壓力液出口；

所述巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)可視化測定裝置還包括用于套在巖石試件外的透明熱縮管和用于采集巖石破裂信號的聲發(fā)射傳感器套，所述聲發(fā)射傳感器套包括彈性透明保護(hù)套和設(shè)置在彈性透明保護(hù)套內(nèi)的圓環(huán)形聲發(fā)射探頭，圓環(huán)形聲發(fā)射探頭沿彈性透明保護(hù)套的軸向均勻布置若干個(gè)，所述透明圍罩上設(shè)置有供圓環(huán)形聲發(fā)射探頭的導(dǎo)線引出的接線頭。

進(jìn)一步，所述的巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)可視化測定裝置還包括用于對上壓頭和下壓頭施加壓力的軸壓伺服加載系統(tǒng)和向透明圍罩內(nèi)充入壓力液的圍壓伺服加載系統(tǒng)。

進(jìn)一步，所述的巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)可視化測定裝置還包括支架，所述水平底板設(shè)置在支架上，所述軸壓伺服加載系統(tǒng)包括設(shè)置在支架上對上壓頭施加壓力的第一伺服液壓千斤頂和設(shè)置在支架上對下壓頭施加壓力的第二伺服液壓千斤頂，所述圍壓伺服加載系統(tǒng)包括通過管路與圍壓腔上的壓力液進(jìn)口和壓力液出口連接的伺服液壓站。

進(jìn)一步，所述的巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)可視化測定裝置還包括設(shè)置在支架上觀察巖石試件壓縮破裂過程的工業(yè)相機(jī)。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)可視化測定裝置，其能通過肉眼或設(shè)置在圍壓腔外的工業(yè)相機(jī)宏觀觀察試驗(yàn)中巖石壓縮破裂的過程，解決了現(xiàn)有巖石三軸壓縮實(shí)驗(yàn)中巖石破裂過程不可視的缺陷。并且本發(fā)明巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)可視化測定裝置能通過聲發(fā)射傳感器套能更全面的采集巖石試件周向及周向范圍內(nèi)的微小破裂信號，能更準(zhǔn)確的對破裂位置進(jìn)行定位，進(jìn)而能更準(zhǔn)確的監(jiān)測出巖石內(nèi)部的微觀裂隙的破壞特征。

附圖說明

圖1為巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)可視化測定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖