[发明专利]一种岩石动态蠕变的试验方法

说明书

本发明公开一种岩石动态蠕变的试验方法，包括以下操作步骤：选用现有的岩石三轴试验机和符合国际标准的岩石试件；将岩石试件正确安装在岩石三轴试验机的三轴压力室内，同时在岩石试件上安装两个岩石变形引伸计，在计算机上的控制软件上输入试验围压的值设定试验围压条件，并通过油源往三轴压力室充抗磨液压油，再通过岩石三轴试验机的围压加载装置对岩石试件加压，使之达到试验围压条件。本发明的岩石动态蠕变的试验方法，其能够实现对岩石进行动态蠕变加载，便于分析岩石在不同围压条件下的动态蠕变情况，评估工程产生的动态载荷对地下工程周围岩石的动态蠕变影响，从而优化地下工程的施工设计和支护结构设计，保证长期稳定与安全。

技术领域

本发明涉及岩石力学技术领域，具体涉及的是一种用于研究岩石受动态荷载后产生与时间相关效应的岩石动态蠕变的试验方法。

背景技术

在当前社会和经济飞速发展的形势下，人类在向空中发展的同时，地下空间的开发利用也不断地向深部发展。深部岩体开挖过程完成后往往处于蠕变状态，而且围岩与支护结构不仅承受较高的静荷载作用，还遭受着如爆破振动等动荷载的作用，探讨动载荷载作用下处于蠕变状态的高应力岩体的变形破坏与稳定性，对地下矿山采掘、隧道开挖、地下空间开发利用、水电工程建设等方面具有广泛的应用前景。因此，研究蠕变状态岩石的动态荷载影响是必要的。

目前，大多数研究岩石蠕变的试验机仍停留在静力学研究上，只能考虑时间效应，而不能施加动态动荷载作用(即还没有用于研究蠕变状态岩石动态蠕变的试验机)。

鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够实现岩石动态蠕变，便于分析在不同围压条件下岩石的动态蠕变情况的岩石动态蠕变的试验系统。

本发明的目的在于还提供一种能够实现岩石动态蠕变，便于分析在不同围压条件下的岩石的动态蠕变情况的岩石动态蠕变的试验方法。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种岩石动态蠕变的试验系统，包括动态加载系统、轴压加载系统和三轴压力室，以及用于实时采集岩石试件受到的外部荷载情况和产生的蠕变变形情况的数据采集系统。所述动态加载系统、所述轴压加载系统、所述数据采集系统围绕所述三轴压力室布置或布置在所述三轴压力室上，所述三轴压力室的两端分别与所述动态加载系统和所述轴压加载系统相连；所述动态加载系统和所述轴压加载系统是两个独立控制的伺服油缸。

进一步，还包括两个引伸计，两个所述引伸计均安装在岩石试件上。

进一步，所述动态加载系统、所述轴压加载系统、所述数据采集系统和所述三轴压力室均由计算机上的操作控制软件进行控制。

一种岩石动态蠕变的试验方法，包括以下操作步骤：

步骤一，选用现有的岩石三轴试验机和符合国际标准的岩石试件；

步骤二，将符合国际标准的岩石试件正确安装在岩石三轴试验机的三轴压力室内，同时在岩石试件上安装两个分别用来测量岩石试件轴向变形和径向变形的岩石变形引伸计，在计算机上的控制软件上输入试验围压的值设定试验围压条件，并通过油源往三轴压力室充抗磨液压油，待所述三轴压力室充满抗磨液压油后，通过岩石三轴试验机的围压加载装置对岩石试件加压，使之达到试验围压条件；

步骤三，按实验方案确定试验研究的轴向应力水平，在控制软件中启动数据采集系统，数据采集系统开始记录数据，控制轴压加载系统对岩石试件加载至设定的应力，再在控制软件中选定动态荷载的波形，幅值大小和频率，并控制动态加载系统对岩石试件施加与动态荷载幅值相同大小的静应力；