[发明专利]一种含天然气水合物土直剪强度的试验装置及方法

权利要求书

1.一种含天然气水合物土直剪强度的试验装置，其特征在于，包括：釜体；剪切盒；压帽；以及

恒温箱，用于为所述釜体提供恒定的作业温度；所述釜体置于所述恒温箱的内部；

上活塞组件，用于在实验过程中给试样加载垂直压力，所述上活塞组件穿过所述釜体并通过所述压帽与所述剪切盒接触；下活塞组件，用于在实验过程中给所述剪切盒提供剪切力，所述下活塞组件穿过所述釜体与所述剪切盒的下剪切板连接；

第一测量机构，用于测量所述上活塞组件竖直方向上的位移；所述第一测量机构设置在所述上活塞组件的侧部，且二者固定连接；第二测量机构，用于测量所述下活塞组件水平方向上的位移；所述第二测量机构设置在所述下活塞组件的侧部，且二者固定连接；第三测量机构，用于测量所述釜体内部的作业温度；所述第三测量机构设置在所述釜体的侧部，且二者固定连接；

气体回收模块，用于回收所述釜体内升温分解水合物所产生的气体；所述气体回收模块与所述釜体的内腔相连；气压供给模块，用于为所述上活塞组件垂直方向上的运动提供气压；所述气压供给模块与所述上活塞组件的内腔相连；气源供给模块，用于为所述釜体的内腔提供气源；所述气源供给模块与所述釜体的内腔相连；液压供给模块，用于为所述下活塞组件水平方向匀速运动提供液压；所述液压供给模块与所述下活塞组件的内腔相连；真空环境生成模块，用于为所述釜体的内腔制造真空环境；所述真空环境生成模块与所述釜体的内腔相连；

数据采集终端，用于实时采集所述第一测量机构、所述第二测量机构、所述第三测量机构、所述气压供给模块、所述气源供给模块、所述液压供给模块所测量的数据信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上活塞组件包括：

上活塞及上活塞杆；

所述上活塞杆依次穿过所述上活塞、所述釜体的顶部并通过所述压帽与所述剪切盒接触；

所述第一测量机构设置在所述上活塞的侧部；所述气压供给模块与所述上活塞的内腔相连。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述下活塞组件包括：

下活塞及下活塞杆；

所述下活塞杆依次穿过所述下活塞、所述釜体的侧部与所述剪切盒的下剪切板连接；

所述第二测量机构设置在所述下活塞的侧部；所述液压供给模块与所述下活塞的内腔相连。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：

所述第一测量机构是第一位移传感器，所述第一位移传感器与所述数据采集终端连接；

和/或，

所述第二测量机构是第二位移传感器，所述第二位移传感器与所述数据采集终端连接；

和/或，

所述第三测量机构是温度传感器，所述温度传感器与所述数据采集终端连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述气体回收模块包括：

气体回收装置以及气体回收阀门；

所述气体回收装置通过所述气体回收阀门与所述釜体的内腔相连。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述气压供给模块包括：

第一气瓶、第一调压阀、第一复位阀、第一放空阀、第一加压阀、第一压力表、第一压力传感器以及第一复位放空阀；

所述第一气瓶与所述第一调节阀连接；所述第一调压阀依次通过所述第一复位阀、所述第一放空阀与所述上活塞的内腔相连；所述第一调压阀依次通过所述第一加压阀、所述第一压力表、所述第一压力传感器以及所述第一复位放空阀与所述上活塞的内腔相连；

所述第一压力传感器与所述数据采集终端连接，用于测量所述上活塞的内腔压力。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述气源供给模块包括：

第二气瓶、第二调压阀、第三调压阀、高压阀、低压阀、第二压力表、第二压力传感器以及第二放空阀；

所述第二气瓶分别与所述第二调压阀、所述第三调压阀连接；所述第二调压阀依次通过所述高压阀、所述第二压力表、所述第二压力传感器及第二放空阀与所述釜体的内腔相连；所述第三调压阀依次通过所述低压阀、所述第二压力表、所述第二压力传感器及所述第二放空阀与所述釜体的内腔相连；

所述第二放空阀设置在所述釜体上；所述第二压力传感器与所述数据采集终端连接，用于测量所述下活塞的内腔压力。