[发明专利]一种煤岩三维变角度偏心加载试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及岩石力学试验领域，尤其涉及一种煤岩三维变角度偏心加载试验装置。

背景技术

煤岩体由于受实际地质条件影响经常处于不均匀载荷作用之中，特别是偏心载荷作用，因此在实验室实现偏心载荷，对扩展与丰富现有岩石力学试验具有重要意义。由于以往对偏心载荷重视不足，大多数传统岩石力学试验设备在设计时未考虑实现偏心载荷的功能，导致可实现偏心载荷试验设备及其匮乏，而为了更深入认识煤岩体在实际载荷作用(即偏心载荷)下其微结构尺度、数量等的变化规律，开发能实现偏心载荷作用的岩石细观力学试验装置就显得尤为重要。现有设备存在精度低、自动化程度不高、数据采集不能实现连续化、实时化等缺点，造成实验结果受人为因素影响较大，给数据采集、处理、分析造成极大干扰。

发明内容

为了实现加载过程中对试件宏细观观测并动态收集实验数据，提高实验数据采集的及时性和准确性，本发明的实施例提供了一种煤岩三维变角度偏心加载试验装置，包括变角设置机构、偏载设置机构、动态观测装置、加载装置和机架；所述变角设置机构设在所述机架的顶部；所述偏载设置机构设在所述变角设置机构的下方；所述动态观测装置设在所述偏载设置机构的下方；所述加载装置设在所述动态观测装置的下方。

进一步地，所述机架包含上承压板、下承压板、立柱和连接件；所述上承压板和所述下承压板分别设在所述立柱的两端；所述上承压板和所述下承压板分别通过所述连接件与所述立柱连接。

进一步地，所述变角设置机构包含激光测角仪、变角轴、变角螺母、变角连接轴、变角连接套筒、变角轴上支座和变角轴下支座；所述变角轴下支座两端连接在所述立柱上；所述变角连接套筒套在所述立柱上；所述变角连接轴连接所述变角连接套筒套的侧面；所述变角轴的第一端通过变角螺母固定在所述变角连接轴；所述变角轴的第二端通过所述变角轴上支座固定在所述上承压板上；所述变角轴的第三端连接所述变角轴下支座；激光测角仪设在上承压板侧面。

进一步地，所述偏载设置机构包含偏载连接板、偏载压头、偏载轴、偏载支撑轴、偏载辅助滑块、偏载螺母、偏载轴辅助支座和活动螺栓；所述偏载连接板通过活动螺栓固定在所述上承压板的底部；所述偏载轴通过所述偏载轴辅助支座连接所述偏载连接板；所述偏载压头设在所述偏载轴上；所述偏载辅助滑块设在所述偏载压头的两侧；所述偏载支撑轴设在所述偏载连接板的两侧。

进一步地，所述动态观测装置包含由压力测量装置、压力转换器、压力固定架、变形测量装置、变形固定架、变形转换器、细观观测仪器和细观观测支架；所述压力测量装置通过所述压力固定架固定在试件上；压力转换器连接所述压力测量装置；所述变形测量装置通过所述变形固定架固定在试件上；所述变形转换器连接所述变形测量装置；所述细观观测支架设在所述立柱上；所述细观观测仪器设在所述细观观测支架上。

进一步地，所述加载装置包含分离式液压千斤顶、数控电动液压油泵、油泵控制器、承压垫块；所述分离式液压千斤顶设在所述下承压板上；所述数控电动液压油泵连接所述分离式液压千斤顶；所述油泵控制器连接所述数控电动液压油泵；所述承压垫块设在所述分离式液压千斤顶上方。

进一步地，所述变角连接套筒中部设有与变角连接轴相配套的凸出螺纹孔，以供变角连接轴紧密连接；变角螺母两侧留有与变角连接轴相配套的凸出螺纹孔，可供变角连接轴紧密连接。

进一步地，所述偏载轴表面设有数显刻度尺，用以实时读取偏载压头的偏载距。

进一步地，所述细观观测仪器、所述变形测量装置、所述压力测量装置均通过数据线、端口和计算机相连接，实现数据的实时读取。

进一步地，所述变形测量装置为应变计；所述压力测量装置为压力传感器；所述细观观测仪器为连续变焦的数码显微镜。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例通过调节变角设置机构和偏载设置机构来达到设定的加载面积和加载角度，通过加载装置实现对试件一定载荷的加载，通过数据采集系统来实时获取实验数据，研究试件在加载过程中的细观力学性质，极大提高了试验的效率。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明