[发明专利]一种岩石试样围压施加试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种岩石试样围压施加试验装置及试验方法，采用高强碳纤维布包裹岩石试样，拉动高强碳纤维布方式对岩石试样施加围压，使得岩石试样受到围压达到张拉力预定值；对受到围压后的岩石试样在一定速率下加载轴向压力，使得岩石试样在受到的围压预应力值恒定条件下直至岩石试样破坏。采用设计的岩石试样围压施加试验装置，利用预应力高强碳纤维布对岩石试样施加围压，可避免高强度硬岩受压破坏时岩块的瞬时弹射对试验人员的伤害，可减小试验过程中岩石试样含水率的变化；能够准确获取试验结果。适用于坚硬岩石的三轴压缩试验。

技术领域

本发明涉及岩石力学试验技术领域，具体涉及一种新型岩石试样围压施加试验装置及试验方法。

背景技术

岩土工程领域，岩石力学试验是进行相关科研工作的基础。而岩石力学试验需要用到多种岩石力学试验机，其中岩石常规三轴试验仪价格较昂贵，且一般常规三轴压缩试验仪设备复杂，不易操作。另外，采用常规三轴试验仪过程中高强度硬岩受压破坏时岩块的瞬时弹射对试验人员伤害；在研究含水率对岩石力学性能的影响试验过程中，岩石试样含水率的变化不能得到更准确的试验结果，从而影响试验效果。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种岩石试样围压施加试验装置及试验方法。采用预应力高强碳纤维布缠绕岩石试样进而对岩石试样施加一定的周围压力，可避免高强度硬岩受压破坏时岩块的瞬时弹射对试验人员的伤害，可减小试验过程中岩石试样含水率的变化；能够准确获取试验结果，实现利用岩石单轴试验机对岩石试样做常规岩石三轴压缩试验。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

本发明提供了一种岩石试样围压施加试验方法，包括以下步骤：

S1，将高强碳纤维布包裹岩石试样；

S2，采用拉动高强碳纤维布方式对岩石试样施加围压，使得岩石试样受到围压达到张拉力预定值；

S3，对受到围压后的岩石试样在一定速率下加载轴向压力，保持加载过程中高强碳纤维布对的岩石试样预应力值，使得岩石试样在受到的围压预应力值恒定条件下直至岩石试样破坏。

作为本发明优选的技术方案，将岩石试样嵌套入橡皮密封套内，使岩石试样外侧壁与橡皮密封套相贴合，通过一对柱状钢座分别紧密贴合于岩石试样上下两端，岩石试样两端多出的橡皮密封套分别与上、下柱状钢座的外侧壁紧密贴合。

作为本发明优选的技术方案，将高强纤维布紧贴合岩石试样的橡皮密封套并环绕一周，将高强碳纤维布翻转并裹在两端锚头上，伸出的部分与下层高强纤维布搭接，搭接部分刷胶凝固后，用螺栓将两个锚头锚紧。

作为本发明优选的技术方案，通过计算机启动气动拉紧器拉动两个锚头使得岩石试样所受到的围压达到预定值。

作为本发明优选的技术方案，对受到围压后的岩石试样在0.002mm/s速率下加载轴向压力。

进而，本发明还提供了一种所述方法采用的岩石试样围压施加试验装置，包括岩石试样围压装置、气动拉紧器、气泵空压机和计算机；所述岩石试样围压装置的高强碳纤维布包裹岩石试样，高强碳纤维布连接气动拉紧器，气动拉紧器连接气泵空压机，计算机分别连接岩石试样围压装置和气动拉紧器。

作为本发明优选的技术方案，所述岩石试样围压装置包括底座、上、下柱状钢座、密封套、高强碳纤维布和自锁式锚具，所述下柱状钢座固定于底座上，通过自锁式锚具同轴连接上柱状钢座；

所述自锁式锚具包括橡皮密封套、高强碳纤维布和一对杆状锚头，橡皮密封套分别套在上柱状钢座、岩石试样和下柱状钢座上，高强碳纤维布包裹岩石试样外周的橡皮密封套并穿过自锁式锚具之间的缝隙一端固定于高强碳纤维布外周上，另一端连接至气动拉紧器。