[实用新型]模拟深部岩体不同温度影响下的真三轴试验系统

说明书

本实用新型公开一种模拟深部岩体不同温度影响下的真三轴试验系统，包括滚动式工作台，其上表面设置有X向导轨和Y向导轨，X向导轨上活动安装有两个X向中主应力加载机构，Y向导轨上活动安装有两个Y向小主应力加载机构，其对称中心处设置内放岩样的压力容器，压力容器的上下侧分别设置有Z向大主应力加载机构，X向中主应力加载机构、Y向小主应力加载机构和Z向大主应力加载机构的内侧面上均嵌装有温度传感器、力传感器和位移传感器；压力容器包括加载板，加载板的Z向顶面的中心位置开设有水力压裂孔，加载板的内侧面上布设有加热电阻丝装置，加热电阻丝装置外接有温度控制器。本实用新型能真实模拟不同深度岩体所处的高地压、高地温环境。

技术领域

本实用新型属于深部岩体工程研究领域，具体涉及一种模拟深部岩体不同温度影响下的真三轴试验系统。

背景技术

随着社会技术的进步，人类活动逐渐由地面转移到地下，包括煤矿或各种金属矿物的开采、大城市的地铁、铁路公路隧道、地下水电站、地下国防工程，以及地下深度达数千米的非常规油气勘探开采。所有这些深部地下工程，都受到高地应力、高地温、高岩溶水压等复杂力学环境的影响，深部岩体工程灾害频发，最常见的岩体灾害就是岩爆，目前我国有记录的岩爆事故已超过5000次。另外，随着我国非常规油气勘探开采力度逐渐加大，储层的大规模体积压裂作为影响产能的核心科学技术，越来越多的得到重视。但是，储层压裂效果的影响因素、压裂缝网评价及岩体破裂机制等方面的研究工作尚显不足，更缺少室内模拟储层压裂的实验设备及方法。

针对以上问题，开展深部岩体力学研究势在必行。首先是岩爆，从现象上定义岩爆时，室内的单轴压缩试验、间接拉伸试验、双轴加卸载试验、三轴加卸载试验都有可能产生岩爆现象，间接拉伸试验例如巴西劈裂压缩实验，但破坏形态明显有别于深部应变岩爆破坏。其次是储层水力压裂，目前室内研究水力压裂机制多采用常温无围压条件下的模拟实验，而缺少模拟深部岩体真实环境的条件；另外，大多数研究者通过在压裂液中添加色素来查看裂缝扩展路径及形态，缺少实时、定量化的监测与分析，岩体压裂缝网效果评价手段不足。

实用新型内容

为解决现有技术中多采用常温无围压条件下的模拟实验而缺少模拟深部岩体真实环境的问题，本实用新型提供一种模拟深部岩体不同温度影响下的真三轴试验系统。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：

模拟深部岩体不同温度影响下的真三轴试验系统，包括滚动式工作台3，滚动式工作台3上表面设置有相互垂直交叉的X向导轨和Y向导轨， X向导轨上活动安装有对称设置的两个X向中主应力加载机构2，Y向导轨上活动安装有对称设置的两个Y向小主应力加载机构4，两个X向中主应力加载机构2和两个Y向小主应力加载机构4的对称中心处设置有内放岩样6的压力容器5，压力容器5的上下侧分别设置有Z向大主应力加载机构1，所述X向中主应力加载机构2、Y向小主应力加载机构4和Z向大主应力加载机构1分别用于通过压力容器5向岩样6施加X向双向、Y向双向、Z向双向的应力，所述X向中主应力加载机构2、Y向小主应力加载机构4和Z向大主应力加载机构1的内侧面上均嵌装有温度传感器58、力传感器53和位移传感器54，温度传感器58、力传感器53和位移传感器54的探头均延伸至压力容器5内，所述温度传感器58连接有温度控制器；

所述压力容器5包括其内侧面接触岩样6的加载板52，岩样6上段内设置有竖直的预留孔61，加载板52的Z向顶面的中心位置开设有用于与预留孔61相配合的水力压裂孔7，加载板52的内侧面5203上布设有加热电阻丝装置57，加热电阻丝装置57的数据线向外延伸布设在加载板52的外侧面5201上且向外伸出，其伸出端通过传输线路外接有温度控制器。

所述加载板52的内侧面5203上布设有声发射探头59，声发射探头59的数据线向外延伸布设在加载板52的外侧面5201上且向外伸出，其伸出端通过传输线路外接有声发射采集控制器9和显示器8。