[发明专利]低温环境下岩石或类岩材料力学实验装置及其应用方法

权利要求书

1.一种低温环境下岩石或类岩材料力学实验装置，其特征在于：本装置包括箱体和加载头，箱体包括箱体外壳、箱门、保温内胆和制冷壁，保温内胆和制冷壁依次贴合于箱体外壳的内壁，箱门铰合于箱体外壳上，试样的底面置于箱体外壳底面，加载头可伸缩的连接于箱体外壳顶面对应试样位置处，往制冷壁中注入制冷剂使箱体内降温至设定温度，通过加载头给试样施加竖向荷载对其进行力学测试。

2.如权利要求1所述的低温环境下岩石或类岩材料力学实验装置，其特征在于：所述箱体外壳为金属材料的方形结构，其一侧面为开口侧，其底面中心位置处有用于放置试样的凸台，其顶面中心位置处有用于安装所述加载头的安装孔。

3.如权利要求2所述的低温环境下岩石或类岩材料力学实验装置，其特征在于：所述箱门将所述箱体外壳的开口侧封闭，箱体外壳开口侧两边的侧壁在近开口侧处的壁厚增大，使开口侧的宽度变窄。

4.如权利要求3所述的低温环境下岩石或类岩材料力学实验装置，其特征在于：所述保温内胆的顶部固定有照明灯管；所述制冷壁为有空腔侧壁围成的U型体，其开口侧两边的侧壁外端止于保温内胆对应箱体外壳开口侧的变窄位置处。

5.如权利要求4所述的低温环境下岩石或类岩材料力学实验装置，其特征在于：所述制冷壁连接有穿过保温内胆和箱体外壳侧壁的制冷剂输送管，制冷剂输送管与制冷剂容器连通，制冷剂输送管上安装有调节阀，管外有保温层。

6.如权利要求4所述的低温环境下岩石或类岩材料力学实验装置，其特征在于：所述制冷壁还连接有穿过保温内胆和箱体外壳侧壁的泄压管，泄压管与真空箱连通，泄压管上安装有泄压阀。

7.如权利要求1所述的低温环境下岩石或类岩材料力学实验装置，其特征在于：所述加载头为工字型结构，其顶板尺寸小于底板尺寸，加载头底板限位于保温内胆顶面的内侧，箱体外壳顶面对应加载头安装孔处设置有密封板。

8.如权利要求1所述的低温环境下岩石或类岩材料力学实验装置，其特征在于：所述箱门的中间位置处安装有高清摄像头，箱门内壁贴合有保温层，保温层内壁固定有温控探头。

9.如权利要求8所述的低温环境下岩石或类岩材料力学实验装置，其特征在于：所述箱门的一侧通过合页铰链与所述箱体外壳铰接，另一侧通过锁销锁定，箱门内壁的保温层内壁伸入箱体内壁保温内胆的开口侧中。

10.一种利用权利要求1所述的实验装置对试样进行力学实验的方法，包括以下步骤：

(1)试样降温

打开箱门将试样放置于箱体外壳的底面，关上箱门，往制冷壁内注入制冷剂，监测箱体内的温度变化，箱体内达到设定的温度值时，减少制冷剂的输入量；

(2)通过加载头给试样持续施加竖向荷载；

(3)温度控制与泄压

实时观察箱体内的温度变化，针对性的调节注入制冷壁中制冷剂的量，并配合对制冷壁内的泄压操作，以保持箱体内的设定温度；

(4)数据记录与处理。