[实用新型]一种真三轴试验中岩样的密封装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩石真三轴试验技术领域，更具体本实用新型涉及一种真三轴试验中岩样的密封装置，它适用于岩石真三轴试验。

背景技术

岩石真三轴试验系统(True triaxial testing system：TTS)能够模拟三轴应力不等条件下岩石的力学特性。相对于常规三轴试验，真三轴试验更能解释自然应力状态下岩石的力学形为。

大部分的真三轴试验的岩样为长方体(或者立方体)，有着个六面且可以在正交的三个方向上受到大小不同的均匀的荷载。真三轴试验机根据荷载的类型可分为刚性加载式、柔性加载式以及混合加载式，其中以茂木式“二刚一柔”的混合型加载结构为目前主流的真三轴加载形式。在茂木式真三轴试验中，岩样通过有机硅胶连接和密封与两对承压垫块封装而形成一个不渗油的整体放置于油压真三轴压力室中进行加载。然而，为了克服岩样受刚性加载的四个面上两对承压垫块在岩样变形后相互低触，将中间主应力方向的承压垫块的长度设计略小于岩样的长度而形成一个空白角，从而造成在加载过程中岩样棱角处的应力集中，严重影响试验的结果。

发明内容

鉴于现有岩石真三轴试样中岩样的封装的上述缺陷，本实用新型的目的是在于提供了一种真三轴试验中岩样的密封装置，该装置结构简单，操作简便，其能完好的适应茂木式真三轴“二刚一柔”的加载方法，并解决了空白角而造成的岩样应力集中问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术措施：

一种真三轴试验中岩样的密封装置，该装置包括承压垫块、硅胶涂层、岩样、减磨垫片，其特征在于：四个承压垫块分别放置在岩样的四个端部上，承压垫块与岩样端部之间需安放减磨垫片，承压垫块一端与岩样对齐，首尾相连形成互扣式。

使用两对的承压垫块，分别放置在岩样两个方向进行刚性加载的四个端部上。每个承压垫块的长度大于岩样该端部的长度，宽度则略大于岩样该端部的宽度。

每个承压垫块与岩样端部之间需安放减磨垫片，减磨垫片是由聚四氟乙稀片、紫铜片和固体减磨材料如石墨或者氧化硞组成。聚四氟乙稀片和紫铜片均与岩样的端部大小一致，将固体减磨材料夹在中间，制作减磨垫片时确保固体减磨材料均匀分布在聚四氟乙稀片和紫铜片之间。减磨垫片的紫铜片一面贴着岩样，另一面则贴着承压垫块。

在岩样剩下进行柔性油压加载的两个端部涂上有机硅胶并覆盖承压垫块超出密封橡胶条位置，放入烘箱中以110℃烘干约3小时后，有机硅胶被烘干成具有很好弹性的硅胶层，因此，承压垫块形和硅胶层成了一个密闭的整体。

如上所述的承压垫块，每个垫块的上设计一凹槽，并将一橡胶条放置其中，在两个承压垫块接触的拐角处起到密封作用。橡胶条比凹槽略长用，能于硅胶层有较好的接触。

如上所述的互扣式承压垫块，在加载过程中，垫块相对发生移动，从而使岩样始终处于中间位置，且不留出任何空白加载带。

本实用新型与现有的茂木式的真三轴试验系统以及相类似的真三轴试验系统相结合。具体是将本实用新型的装置放心油压真三轴压力室中，待压力室充满油并维持恒定的油压后，加载系统通过三轴室上安装的四个活塞对四个承压垫块进行加载。

本实用新型的有益效果是，本实用新型装置易行，操作简便，其能完好的适应茂木式真三轴“二刚一柔”的加载装置，本实用新型的真三轴试验中岩样的密封装置能够有效的消除加载过程空白角，使真三轴试验结果更加符合实际，并解决了空白角而造成的岩样应力集中问题。

附图说明

图1为一种真三轴试验中岩样的密封装置结构示意图；

图2为一种承压垫块示意图；

图3为一种岩样安装的俯视示意图；

其中：1-承压垫块(1-1、1-2、1-3、1-4共4个)；2-密封橡胶条(2-1、2-2、2-3、2-4共4个)；3-硅胶层；4-岩样；5-减磨垫片(5-1、5-2、5-3、5-4共4个)。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：