[实用新型]伺服控制岩石三轴流变试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩石力学性质试验设备，尤其涉及一种高围压伺服控制岩石三轴流变试验装置。 

背景技术

在水利水电、矿山、交通等领域需修建的深部地下工程日趋增多。随着深度的增加，地应力增大、地质条件恶化、破碎岩体增多、水头压力和涌水量加大、地温升高等因素显现，为研究深部工程岩体的力学特性，尤其是高应力条件下工程岩体的长期强度及时效变形特性，最直接的、经济的途径是开展室内岩石三轴流变试验，通过试验获得复杂地质条件下岩石的长期强度参数及时效变形特征，以便在保证工程长期稳定性及长期运营安全。 

室内试验具有能够长期观察、可严格控制试验条件、重复次数多和耗资少等优点，受到广泛的重视，但由于岩石工程处于复杂应力状态下，在很多情况下，简单应力状态下的岩石流变试验不能完全反映工程实际中的岩体应力状态和岩石性态，因此，三轴应力状态条件下的岩石流变试验研究十分重要。 

岩石的变形和应力受时间因素的影响，在外部条件不变的情况下，岩石的变形或应力随时间而变化发生流变。岩石的流变是一种十分普遍的现象，在斜坡、地下洞室及地基中都可直接观测到。由于流变的影响，将在岩体内及建筑物内产生应力集中或变形加剧而影响其稳定性。因而，岩石工程中岩体的长期变形及强度是工程设计和控制中不可忽视的指标，岩石流变试验是了解岩石流变力学特性的重要手段。 

由此，根据复杂应力状态下岩石流变特性，针对高围压长时间稳压等技术方面，如承载有限、变形较大和环境温度变化时，控制稳压精度尚存欠缺，在轴向、围压稳压系统采用伺服控制器和计算机进行稳压系统控制，在测试、安装试件、长时稳压和数据自动采集及停电补偿等方面，都是需要解决的问题。 

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有岩石三轴流变试验长时间稳压、自动稳压精度控制的问题，提供一种轴压、围压加载系统伺服控制丝杆位移，适合变形较大且实现高围压的电液伺服控制室内岩石三轴流变试验装置。 

本实用新型采用以下技术方案：伺服控制岩石三轴流变试验装置，包括主机框架、框架下置油缸及活塞组件、设置在油缸活塞组件与框架横梁之间的压力室装置，其特征在于：压力室装置为筒体内置油缸及平衡活塞组件，试件设置在油缸内的底座与平衡活塞组件之间，平衡活塞组件上设置轴向力传感器，且上顶主机框架横梁；轴压加载系统、围压加载系统分别由伺服电机带动滚轴丝杠传动装置，滚轴丝杠传动位移推动轴压、围压加压缸，轴压加载系统上的加压油管接入下置油缸，围压加载系统上的加压油管接入压力室装置内置油缸底部。 

所述试件轴向端面分别接轴向变形传感器，试件的侧面接径向变形传感器；围压加压缸接围压传感器，轴压加载系统、围压加载系统上的滚轴丝杠分别接轴压加载丝杠位移传感器、围压加载丝杠位移传感器。 

而且，轴向变形传感器、径向变形传感器、轴向力传感器、轴向加载丝杠位移传感器、伺服电机分别接入轴压控制器，围压传感器、围压加载丝杠位移传感器、伺服电机分别接入围压控制器。 

而且，轴压控制器、围压控制器分别接入计算机数据采集系统。 

所述压力室装置内的试件，其上设置有轴承，且上顶平衡活塞组件；压力室筒体和底座由卡箍联接。 

本实用新型与现有技术相比主要优点： 

1、由于本实用新型采用压力室内为试件及液压油加载腔室，压力室筒体和底座采用卡箍连接结构，拆卸方便、快捷。 

2、由于采用轴压、围压加载系统，伺服电机进行自动稳压，长时间稳定性能良好。轴压、围压加载系统为两个相互独立的加载装置，通过轴压、围压加载，轴向力加载油缸及活塞组件，推动压力室装置上移，在试验过程中保持轴压恒定，采用自平衡活塞组件，能自动保持围压的基本恒定，有利于提高轴压、围压的控制精度和轴压、围压的长时稳定度，可以进行室内岩石单轴压缩流变、三轴压缩流变试验。