[發(fā)明專利]深部地球物理力學(xué)測試用壓力盒、實(shí)驗(yàn)腔體及實(shí)驗(yàn)艙

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211455415.9
• 申請(qǐng)日: 2022-11-21
• 公開（公告）號(hào): CN116223204A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝和平;李銘輝;周宏偉;高明忠;李存寶;魯俊;陳燦燦;張文沖;原鴻鵠;尚德磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 成都熠邦鼎立專利代理有限公司 51263
• 代理人: 李曉英

本發(fā)明涉及深部地球物理力學(xué)測試用壓力盒、實(shí)驗(yàn)腔體及實(shí)驗(yàn)艙，包括高彈性壓力盒、艙體和6個(gè)彈性壓頭組件，高彈性壓力盒包括6個(gè)壓頭以及至少8個(gè)彈性片，所述至少8個(gè)彈性片將6個(gè)壓頭連接在一起構(gòu)成用于放置試樣的試樣空間；所述6個(gè)彈性壓頭組件分別裝于艙體的6個(gè)方向，高彈性壓力盒可操作者地置于艙體內(nèi)，艙體6個(gè)方向的彈性壓頭組件的對(duì)接壓頭分別與高彈性壓力盒6個(gè)方向的壓頭對(duì)接。本申請(qǐng)的高彈性壓力盒由6個(gè)方向的壓頭構(gòu)成試樣空間，不僅可放置立方體試樣，而且可從6個(gè)方向?qū)毫鶆騻鬟f給試樣，可用于開展三軸六向應(yīng)力加載實(shí)驗(yàn)；本申請(qǐng)的實(shí)驗(yàn)腔體可與三軸六向應(yīng)力加載系統(tǒng)對(duì)接，與高彈性壓力盒配合可對(duì)試樣進(jìn)行真三軸應(yīng)力加載。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及深部地球物理力學(xué)測試用壓力盒、實(shí)驗(yàn)腔體及實(shí)驗(yàn)艙。

背景技術(shù)

我國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化加速發(fā)展階段，對(duì)資源的需求量日益增加，地球淺部資源已逐漸枯竭。而深地、深海、深空領(lǐng)域賦存著大量的資源、能源，因此目前正逐漸向深部進(jìn)軍。由于對(duì)深地領(lǐng)域的未知性和科學(xué)理論的缺失，相關(guān)的工程實(shí)施面臨巨大的考驗(yàn)。因此，開展相關(guān)的深部巖體物理力學(xué)試驗(yàn)具有重大的理論、工程和戰(zhàn)略意義。

目前深地領(lǐng)域的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究有單軸應(yīng)力、常規(guī)三軸應(yīng)力，相關(guān)的物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能提供單一軸向應(yīng)力、軸向-圍壓或正交三向中低應(yīng)力加載。基于現(xiàn)有物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)存在的問題申請(qǐng)人研發(fā)設(shè)計(jì)了三軸六向應(yīng)力加載系統(tǒng)，該三軸六向應(yīng)力加載系統(tǒng)包括三軸六個(gè)方向各設(shè)一個(gè)的作動(dòng)器，六個(gè)作動(dòng)器可獨(dú)立工作，也可聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)工作。隨著應(yīng)力加載系統(tǒng)改進(jìn)優(yōu)化，配套的試樣夾具也需作相應(yīng)的變化，以使試樣可感受6個(gè)方向的力。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)為了解決上述技術(shù)問題提供深部地球物理力學(xué)測試用壓力盒、實(shí)驗(yàn)腔體及實(shí)驗(yàn)艙。

本申請(qǐng)通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本申請(qǐng)?zhí)峁┑纳畈康厍蛭锢砹W(xué)測試用壓力盒，包括高彈性壓力盒，高彈性壓力盒包括6個(gè)壓頭以及至少8個(gè)彈性片，所述至少8個(gè)彈性片將6個(gè)壓頭連接在一起使其內(nèi)側(cè)構(gòu)成用于放置試樣的試樣空間；每個(gè)壓頭的四周分別通過彈性片與四周的4個(gè)壓頭連接；

所述6個(gè)壓頭分別為：設(shè)置在X軸方向的兩個(gè)壓頭、設(shè)置在Y軸方向的兩個(gè)壓頭以及設(shè)置在Z軸方向的兩個(gè)壓頭。

特別的，同一軸向上的兩個(gè)壓頭對(duì)稱設(shè)置。

可選的，所述壓頭為矩形，試樣空間可放入立方體試樣。

可選的，用12個(gè)彈性片將所述6個(gè)壓頭連接在一起，每個(gè)壓頭的四周分別通過一個(gè)彈性片與四周的4個(gè)壓頭連接。

可選的，X軸方向的兩個(gè)壓頭之間設(shè)有至少一個(gè)位移傳感裝置，Y軸方向的兩個(gè)壓頭之間設(shè)有至少一個(gè)位移傳感裝置，Z軸方向的兩個(gè)壓頭之間設(shè)有至少一個(gè)位移傳感裝置。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑纳畈康厍蛭锢砹W(xué)測試用實(shí)驗(yàn)腔體，與所述的深部地球物理力學(xué)測試用壓力盒適配，具體包括艙體和6個(gè)彈性壓頭組件，所述艙體具有容納所述高彈性壓力盒的空間；所述6個(gè)彈性壓頭組件分別裝于艙體的6個(gè)方向，所述彈性壓頭組件包括一個(gè)對(duì)接壓頭，6個(gè)對(duì)接壓頭用于分別與高彈性壓力盒的其中一個(gè)6個(gè)壓頭對(duì)接；6個(gè)對(duì)接壓頭可相對(duì)于艙體軸向活動(dòng)。

可選的，艙體包括高剛度的外立方體框架和6面面板，6面面板分別裝于外立方體框架的6個(gè)方向，6個(gè)彈性壓頭組件分別裝于其中一個(gè)面板上。

特別的，所述彈性壓頭組件還包括彈性板，所述彈性板的兩端與外立方體框架活動(dòng)連接，面板外表面對(duì)應(yīng)彈性板的位置有適配的板槽；所述彈性板和面板上有同軸的通孔，對(duì)接壓頭裝于通孔中，對(duì)接壓頭與彈性板固接在一起。

特別的，所述彈性板兩端有條形缺口，所述外立方體框架對(duì)應(yīng)條形缺口的位置裝有適配的螺釘，彈性板兩端分別通過條形缺口卡在螺釘上。

可選的，所述對(duì)接壓頭內(nèi)端為用于與高彈性壓力盒的壓頭對(duì)接的圓柱壓桿，外端為用于與作動(dòng)器壓頭對(duì)接的球頭。