[发明专利]一种岩石力学试验机底座

说明书

技术领域

本发明涉及岩石力学测量技术领域，具体涉及一种岩石力学试验机底座。

背景技术

岩石是一种重要的工程材料，分析研究岩石的力学性质与损伤演化规律具有重要的意义。岩石的力学参数的获取离不开室内岩石力学试验，岩土工程本身就是一门以试验为基础的学科。近年来，为了揭示岩石的损伤演化机理，以及岩石水力压裂过程中的裂纹演化规律，人们开始将声波与声发射测试技术引入到室内岩石力学试验中。

材料的超声波波速可以表征材料的内部结构特征。岩石结构越完整，超声波波速传播越迅速；岩石结构越破碎，超声波波速传播越缓慢。岩石在水力压裂试验过程中，岩体内部裂纹将会演化拓展，岩石的横波波速、纵波波速将会发生波动，通过对试验过程中岩石超声波波速的监测，将岩石的受力变形特征与超声波波速建立联系，可以进一步分析岩体的损伤演化过程，因此，分析研究岩石承压破坏过程中的超声波波速变化具有重要的意义。

岩石材料在损伤破裂过程中，内部贮藏的能量将会以声发射的形式释放，监测岩石承载破裂过程中的声发射能量特征，可以深入研究岩体内部的裂纹萌生、拓展、演化过程。在水力压裂试验中，岩石在高压水力作用下，内部结构将会破坏，产生大量的细观与宏观裂纹，利用空间布置的声发射传感器可以监测岩石的裂纹拓展，并实现岩石裂纹的空间三维定位，揭示岩体水压致裂过程中的裂纹时空演化规律，可以为页岩气、致密砂岩气等非常规气体开采提供理论指导。

在上述研究背景下，申请号为201410171101.5的中国发明专利“一种岩石声波、声发射同步测量的方法及装置”，适用于三轴压缩试验中的岩石的声波与声发射同步测试，但是，由于岩石力学试验机与岩石声波、声发射同步测试装置隶属于两套设备，在目前的实践应用中存在如下问题：（1）岩石试样与传感器安装完成后，试验机三轴压力室内部的声波传感器、声发射传感器需要通过三轴压力室底座与三轴压力室外的数据采集系统相连，由于传感器数量较多，而三轴压力室底座空间面积有限，如何布设导线的连接通道成为难点；（2）在岩石超声波波速测试过程中，岩样一端压头作为信号发射端，用来发射高压脉冲信号，岩样另一端作为信号接收端，用来接收岩石中传播过来的信号，发射端的高压电信号通过三轴压力室底座时，会对邻近的传感器插口产生电磁干扰；（3）在岩石三轴水力压裂试验中，高压水的注入通道设计是一个技术难点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种岩石力学试验机底座，可以为岩石力学三轴试验中岩石声波、声发射传感器提供数据传输通道，很好地解决了导线布设的问题，另一方面可以提供高压流体注入和液压油出入的通道，结构简单、紧凑，密封性好，使用方便。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种岩石力学试验机底座，包括压头垫块、插口圆盘、底座垫盘和数据接线盒；压头垫块、插口圆盘和底座垫盘均采用刚性钢材；

压头垫块为实心圆柱型；

插口圆盘为中部设有向内凹陷的圆柱形第一凹槽的有底厚壁圆筒；第一凹槽的内径与压头垫块的外径相等，压头垫块内置于所述第一凹槽中，第一凹槽与压头垫块的底端中心重合；插口圆盘的厚壁上设有竖向的数据传输通道和流体出入通道；数据传输通道内设有数据线；数据传输通道包括声发射信号激发通道、声波信号接收通道、声波信号激发通道和岩石应变信息接收通道；各数据传输通道为纵向贯通插口圆盘厚壁的圆柱形通孔；流体出入通道包括高压流体注入第一通道和液压油出入第一通道；插口圆盘的底端面上径向设有一段向内凹陷的半圆柱型数据线第一导出口，用于汇集各数据传输通道中数据线；各数据传输通道内靠近通道上端口处均固定设有一个双向插针公头，双向插针公头外端连接岩石力学试验机上各类岩石信号传感器的插头，双向插针公头内端依次通过数据线、数据线第一导出口和底座垫盘后与数据接线盒连接；岩石应变信息接收通道包括岩石轴向应变仪接口和岩石环向应变仪接口；高压流体注入第一通道和液压油出入第一通道均为L型通道，且分别设于插口圆盘的厚壁上的对称位置，L型通道的下端出口设于插口圆盘的外侧壁上；

底座垫盘为中部设有向内凹陷的圆柱形第二凹槽的有底厚壁圆筒；第二凹槽的内径与插口圆盘的外径相同，插口圆盘内置于第二凹槽中；底座垫盘的侧壁上部横向设有高压流体注入第二通道、液压油出入第二通道和数据线第二导出口；高压流体注入第二通道与L型的高压流体注入第一通道的横向段相通，并且两通道截面尺寸一致；液压油出入第二通道与L型的液压油出入第一通道的横向段相通，并且两通道截面尺寸一致；数据线第二导出口与插口圆盘中的数据线第一导出口保持位置一致；