[发明专利]一种施加非均布载荷的真三轴渗流实验装置

说明书

技术领域

本发明属于瓦斯检测实验器具技术领域，尤其涉及一种施加非均布载荷的真三轴渗流实验装置。

背景技术

随着矿井开采深度和强度的不断提高，与煤岩失稳破坏相关的矿井动力灾害事故日趋严重。煤岩是一种天然的非均质各向异性材料，其强度除受自身组分和结构影响外，主要受地应力环境的影响。实际工程煤岩体经历了从原岩应力、轴向应力升高到应力场向内部转移的完整采动力学过程，煤岩整体处于非均布荷载作用下，应力环境更加复杂，煤层瓦斯流动难易程度对于煤矿瓦斯抽采具有重要的工程意义，而瓦斯的流动又受制于煤岩的渗透特性，由于煤层所赋存的应力环境比较复杂，应力状态的改变，导致煤岩的孔隙、裂隙发生变化，从而改变了瓦斯在煤岩中的流动特性因此，因此研究非均布荷载作用下煤岩渗透特征更具实际意义，而目前真三轴设备多进行力学实验与真三轴下均布载荷下渗流实验，还没有可施加非均布载荷的真三轴渗流装置，因此利用目前现有三轴渗流设备无法开展非均布载荷的真三轴渗流研究。

发明内容：

本发明要解决的技术问题：提供一种施加非均匀载荷的真三轴渗流实验装置，以解决现有技术的真三轴设备多进行力学实验与真三轴下均布载荷下渗流实验，还没有可施加非均布载荷的真三轴渗流装置，因此利用目前现有三轴渗流设备无法开展非均布载荷的真三轴渗流研究等技术问题。

本发明技术方案：

一种施加非均匀载荷的真三轴渗流实验装置，它包括真三轴加载系统，伺服液压加载装置和渗流系统，伺服液压加载装置的轴压加载装置与真三轴加载系统的轴向应力加载组件通过管路连接；伺服液压加载装置的围压加载装置与真三轴加载系统的横向应力加载组件和纵向应力加载组件通过管路连接；渗流系统包括瓦斯罐，瓦斯罐的输出管道从顶端伸入到真三轴加载系统的实验腔体内，真三轴加载系统的实验腔体底端通过管道连接流量计。

所述瓦斯罐的输出管道上依次安装有第一减压阀和第一压力表。

轴压加载装置输出管道上依次连接有第二减压阀和第二压力表；围压加载装置输出管道上依次连接有第三减压阀和第三压力表。

真三轴加载系统包括下底板和上顶板，围压腔体固定在下底板上，上顶板固定在围压腔体）顶部；下底板上表面固定有轴向垫板，轴向垫板上固定试验腔体；试验腔体位于围压腔体内；试验腔体为第一左围压板、第二左围压板、第一右围压板、第二右围压板、第一前围压板、第二前围压板、第一后围压板、第二后围压、第一轴压板和第二轴压板组成的一个正方体或长方体结构；试验腔体内放置有煤岩试样。

所述轴向应力加载组件包括第一轴压油缸和第二轴压油缸，第一轴压油缸和第二轴压油缸固定在上顶板上，第一轴压油缸和第二轴压油缸的输出端分别穿过上顶板与第一轴压板和第二轴压板固定连接；第一轴压油缸的第一轴向进油管和第二轴压油缸的第二轴向进油管分别与轴压加载装置的输出管道连接。

横向应力加载组件包括第一左围压油缸、第二左围压油缸、第一右围压油缸和第二右围压油缸；第一左围压油缸和第二左围压油缸固定在围压腔体左侧，第一左围压油缸和第二左围压油缸的输出端分别穿过围压腔体左侧与第一左围压板和第二左围压板固定连接；第一右围压油缸和第二右围压油缸固定在围压腔体右侧，第一右围压油缸和第二右围压油缸的输出端分别穿过围压腔体右侧与第一右围压板和第二右围压板固定连接；第一左围压油缸的第一左围压进油管、第二左围压油缸的第二左围压进油管、第一右围压板的第一右围压进油管和第二右围压油缸的第二右围压进油管分别与围压加载装置的输出管道连接。

纵向应力加载组件包括第一前围压油缸、第二前围压油缸、第一后围压油和第二后围压油缸；第一前围压油缸和第二前围压油缸固定在围压腔体前侧，第一前围压油缸和第二前围压油缸的输出端分别穿过围压腔体前侧与第一前围压板和第二前围压板固定连接；第一后围压油缸和第二后围压油缸固定在围压腔体后侧；第一后围压油缸和第二后围压油缸的输出端分别穿过围压腔体后侧后与第一后围压板和第二后围压板固定连接；第一前围压油缸的第一前围压进油管、第二前围压油缸的第二前围压进油管、第一后围压油缸的第一后围压进油管和第二后围压油缸的第二后围压进油管分别与围压加载装置的输出管道连接。

本发明的有益效果：