[发明专利]岩石测试试验真三轴测试装置

说明书

本发明公开了一种岩石测试试验真三轴测试装置，包括内置于压力室的水平缸体，水平缸体内部为用于放置试样的测试舱；测试舱上压头用于施加轴向应力；测试舱底部设置有固定压头；测试舱左右两侧设置有水平压头，水平压头前端用于施加左右应力；水平压头后端与水平活塞相连，水平缸体上设置有与水平活塞后端连通的油压注入孔；测试舱与压力室连通以在前后方向对试样施加前后应力。本发明的目的在于：针对现有岩石测试试验真三轴测试试验机存在空间尺寸较大的问题，提供一种岩石测试试验真三轴测试装置。本装置可以依托原有岩石三轴试验机，通过将本装置装配至现有伪三轴试验机上，即可进行岩石真三轴测试试验。

技术领域

本发明属于岩石力学性能测试试验设备技术领域。具体地，涉及一种岩石测试试验真三轴测试装置。

背景技术

岩石三轴试验分为真三轴、伪三轴试验，伪三轴试验通常表现为轴向刚性加载，周围柔性加载；而真三轴试验常有两种加载方式：3个方向刚性加载、2个方向刚性加载与1个方向柔性加载。

3个方向刚性加载则需要配置6个加载油缸(若为非原位加载，则只需要在空间3个方向配置3个加载油缸即可)。

2个方向刚性加载与1个方向柔性加载则需要配置4个加载油缸(若为非原位加载，则只需要在空间2个方向配置2个加载油缸即可)，另外需配置1个压力室承担柔性加载围压的反力。

如图1所示，以轴向方向作为第一主应力σ₁，左右方向作为第二主应力σ₂，前后方向为第三主应力σ₃。其中：

σ₁＝σ₃+轴向加载油缸载荷；

σ₂＝σ₃+水平(左右)加载油缸载荷；

σ₃＝σ₃。

现有2刚1柔真三轴试验装置左右对称配置2个加载油缸和载荷传感器，轴向配置1个加载油缸和载荷传感器，试样下端固定作为定位基准。配置有加载油缸的3个方向上安装有活动压头，活动压头连接平衡活塞，平衡活塞贯穿压力室与载荷传感器相连，压力室上安装有平衡缸体用于抵消主应力对加载油缸的反作用力。

以上真三轴测试试验机存在的技术问题为：至少需要在2个方向上布置加载油缸，导致加载框架空间尺寸较大，制造、运输及安装成本较高。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有岩石测试试验真三轴测试试验机存在空间尺寸较大的问题，提供一种岩石测试试验真三轴测试装置。本装置可以依托原有岩石三轴试验机，通过将本装置装配至现有伪三轴试验机上，即可进行岩石真三轴测试试验。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种岩石测试试验真三轴测试装置，包括用于内置于压力室的水平缸体，水平缸体内部设置有用于放置试样的测试舱；

测试舱顶部设置有贯穿水平缸体的上压头，上压头顶部用于与压力室轴向加载油缸相配合，上压头底部用于与试样顶面相配合并施加轴向应力；测试舱底部设置有固定压头，固定压头顶部用于与试样底面相配合；

测试舱左右两侧设置有两个水平压头，水平压头前端用于与试样左右两侧面相配合并施加左右应力；水平压头后端与设置在水平缸体内的水平活塞相互连接，水平缸体上设置有与水平活塞后端连通的油压注入孔；

测试舱与压力室连通以在前后方向对试样施加前后应力。

本装置可以依托原有岩石三轴试验机，只要配置有轴向加载油缸和一定内径的三轴压力室，另外需配置水平左右第二主应力增压油缸，即可进行岩石真三轴测试试验。并且，还可将现有伪三轴测试装置，通过本实施例附加装置进行改进，能够实现对试样的真三轴测试试验。