[发明专利]一种含预制裂隙长方体岩石常规三轴试验的密封压头及试验方法

说明书

本发明公开了一种含预制裂隙长方体岩石常规三轴试验的密封压头及试验方法，该密封压头包括上压头和下压头，上压头和下压头分别用于设置在试样的上下两端，所述上压头包括自上而下依次设置的圆形部分和方形部分，所述下压头包括自上而下依次设置的方形部分、圆形部分和螺纹部分。采用上述的含预制裂隙长方体岩石常规三轴试验的密封压头，结合热缩管和钢片完成对含预制裂隙长方体岩石试样的密封，从而进行后续的常规三轴压缩试验。本发明解决了预制裂隙长方体岩石试样在常规三轴压缩试验中的密封问题。通过大量试验证明，该密封压头及方法简单易行，密封效果良好，成功地实现了方形岩石试样的常规三轴压缩。

技术领域

本发明涉及到含预制裂隙岩体的断裂破坏力学行为试验研究领域，特别涉及到三轴压缩条件下含预制裂隙岩体的断裂破坏行为的试验研究。

背景技术

目前，在含预制裂隙岩体的试验领域，大部分为研究含预制裂隙岩体的单轴压缩力学行为，而常规三轴压缩试验很少涉及，即使涉及到常规三轴裂隙岩体的力学行为也是以类岩石材料来代替真实岩石。在常规三轴压缩试验试验中一般使用的是圆柱体试样，但是圆柱体预制裂隙试样比较困难，而另一方面，裂隙试样压力室的油压作用中的密封较难实现。在此基础上使用长方体试样代替圆柱体试样，一方面长方体试样可以方便地在其中预制裂隙，另一方面预制裂隙在方形试样表面是二维平面的，可以比较容易实现密封。因此，本发明主要解决了预制裂隙长方体岩石试样在常规三轴压缩试验中的密封问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种含预制裂隙长方体岩石常规三轴试验的密封压头及试验方法，以解决预制裂隙长方体岩石试样常规三轴压缩试验的密封问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种含预制裂隙长方体岩石常规三轴试验的密封压头，包括上压头和下压头，上压头和下压头分别用于设置在试样的上下两端，所述上压头包括自上而下依次设置的圆形部分和方形部分，所述下压头包括自上而下依次设置的方形部分、圆形部分和螺纹部分。

所述圆形部分上设置有第一密封圈，方形部分上设置有两个密封圈，分别为第二密封圈和第三密封圈。

所述方形部分与试样的接触处设置有第一空间倒角，方形部分上两个密封圈之间的部分设置有平面倒角，方形部分与圆形部分相接之处设置有第二空间倒角。

一种含预制裂隙长方体岩石常规三轴试验方法，包括以下步骤：

(1)将钢片通过热熔胶覆盖黏贴到含预制裂隙长方体试样的预制裂隙上；

(2)将下压头通过螺纹部分固定在常规三轴压缩设备的底座上；

(3)将黏贴有钢片的含预制裂隙长方体试样放置在下压头上，并使用胶带将试样端部与下压头固定；

(4)使用胶带将上压头与含预制裂隙长方体试样固定在一起；

(5)将热缩管套在固定好的上压头、含预制裂隙长方体试样及下压头上，并使用热风机对热缩管加热，使得热缩管与上下压头及含预制裂隙长方体试样紧密结合；

(6)随后将含预制裂隙长方体试样推入围压室实进行充油、加围压和加轴压一系列操作，完成常规三轴压缩试验。

步骤(3)和(4)中，所述胶带为耐热胶带。

步骤(5)中，热缩管的长度应保证热缩管热缩后能够密封到密封圈位置。