[发明专利]三轴试验装置和系统

说明书

本发明提供了一种三轴试验装置和系统，三轴试验装置包括：试验盒、加热装置、保温介质、声发射检测装置、多个压载板以及多个压头；试验盒形成有多个开口，每个开口设置有一个压头，且压头能够在开口向试验盒内移动；每个压头均连接压载板，并能够随压头移动；多个压载板两两相对设置，并在相对设置的压载板之间形成试样容纳空间；加热装置用于试样加热恒温，试验盒内填充保温介质用于高温试样保温减少散热，声发射检测装置设置于试验盒内。该方案将压载板两两相对设置，通过液压压载缸从三个方向施加作用力形成高围压条件，该装置解决了模拟深部高温高压环境的岩石试验问题。

技术领域

本发明涉及岩土试验设备技术领域，具体而言，涉及一种三轴试验装置和系统。

背景技术

真三轴试验系统通常应用于岩土的受力分析试验中。随着工程技术的不断发展，水利水电、地热开发及石油天然气开采等传统岩土工程的复杂程度逐年提高，与此同时，国家也推出一些更具国家战略意义、更有挑战性的特殊工程(如高温干热岩开发、放射性核废料地质封存、二氧化碳地质封存等)，特别是针对深层地热超热岩开发研究更需要解决模拟深部高温高压环境的岩石试验问题。国内外现有的真三轴试验系统通常只能进行假三轴试验或简单的常规三轴试验，难以实现试验样品尺寸较大、试验温度要求较高的真三轴高温岩石试验。

发明内容

本发明的目的是提供一种三轴试验装置和系统，以解决现有技术对较大尺寸试样进行有效力学试验时难以模拟地下深部高温高压环境的问题。

为实现上述目的，本发明首先提供了一种三轴试验装置，包括：试验盒、加热装置、保温介质、声发射检测装置、多个压载板以及多个压头；

所述试验盒形成有多个开口，每个所述开口设置有所述压头，且所述压头能够在所述开口向所述试验盒内移动；

每个所述压头均连接一所述压载板，且所述压载板能够随所对应的压头移动；多个所述压载板两两相对设置，并在相对设置的压载板之间形成试样容纳空间；

所述加热装置位于所述试样容纳空间内，用于加热试样，所述保温介质填充于所述试验盒内，所述声发射检测装置设置于所述试验盒内，用于检测所述试样在应力应变过程中产生的声信号。

可选地，所述压载板包括层叠设置的第一层压载板和第二层压载板；

所述第一层压载板与所述试样的尺寸相适应，每个所述第二层压载板连接于所对应的第一层压载板和所对应的压头之间。

可选地，每个所述压头均设置有水冷系统，用于吸收从所述试验盒传递出的热量。

可选地，所述加热装置包括加热压载板和嵌在所述加热压载板表面的加热管，所述加热压载板连接在所述压载板上，所述加热管位于靠近所述压载板的一侧。

可选地，所述加热装置至少两个，至少两个所述加热装置分别设置在不同的压载板上。

可选地，所述加热装置还包括设置在所述加热压载板上的温度检测部件，所述温度检测部件用于检测所述试样的温度。

可选地，部分所述压载板开设有容纳孔，部分所述压载板开设有容纳孔，所述容纳孔的开口方向朝向所述试样容纳空间，所述声发射检测装置设置于所述容纳孔内，且所述声发射检测装置能够始终与所述试样接触。

可选地，所述声发射检测装置包括波导杆和声信号探头，所述声信号探头位于所述容纳孔内部，所述波导杆与所述声信号探头连接，并能够从所述容纳孔的开口伸出与所述试样接触。

可选地，所述声发射检测装置还包括弹性件，所述弹性件位于所述容纳孔内，并向所述波导杆施加弹性力，以使所述波导杆在试验中能够始终与所述试样接触。

可选地，至少两个所述压载板设置有所述容纳孔，且在相应的容纳孔内分别设置声发射检测装置。