[发明专利]一种用于岩石力学三轴实验的高效实验装置

说明书

本发明涉及一种用于岩石力学三轴实验的高效实验装置，包括实验舱，其从上到下依次由顶盖、套筒和底盖组成，顶盖和底盖分别设置在套筒上口和下口，套筒、顶盖和底盖共同形成大围压室，底盖分别设置总轴力加载装置和分块轴力加载装置，可以施加向上的加载力，围压室内设置与分块轴力加载装置一一对应的分围压筒，各分围压筒可以分别施加独立的围压，在集成控制装置的控制下，围压和温度施加完成后，装置能对多种或同种多块岩石试样进行同温度条件下不同围压的实验，从而大幅提升岩石三轴试验的效率，免去重复装填的过程，并且能得到不同试样的实时的加载变化过程和应力应变曲线，形成对比实验。

技术领域

本发明属于岩石力学实验技术领域，具体涉及一种用于岩石力学三轴实验的高效实验装置。

背景技术

地下工程建设过程中涉及到的诸如巷道严重变形、隧道涌水等地下工程岩体灾害总体呈上升趋势，这直接影响了地下工程的安全建设与经济效益，甚至对支护造成严重破坏，危及人身安全。

地下工程岩体之所以发生变形、破坏等灾害，其本质原因是开挖活动破坏了原岩的原始应力平衡，岩体的力学行为与开挖过程等密切相关。巷道等地下工程岩体未开挖之前往往处于三向原岩应力状态，开挖过程打破了原始的应力平衡状态，导致围岩三维应力场重新分布。因此，基于开挖引起的三维应力路径下的岩石力学三轴实验对于地下岩体工程大规模建设、围岩稳定性控制方案设计以及重大工程地质灾害预警都具有极为重要的意义。

岩石力学三轴实验又称岩石三轴压缩试验或岩石三轴应力试验，是在三个正交的方向对岩石试件施加压荷载，从而测定试件在此受力状态下强度和变形特性的试验。现有的三轴实验仪器，一次加卸载围压，只能对一块试样进行实验，不能形成对比实验，且浪费时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于岩石力学三轴实验的高效实验装置，以克服现有实验装置无法对处于不同围压下的多种或同种多块岩石试样进行加载的缺点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于岩石力学三轴实验的高效实验装置，包括实验舱8，所述实验舱8从上到下依次由顶盖11、套筒12和底盖13组成；

其中，所述顶盖11设置在套筒12的上口，底盖13设置在套筒12的下口；所述顶盖11、套筒12和底盖13共同形成大围压室，大围压室内分别开设有进油孔133和出油孔112；

所述底盖13设置轴力加载装置7，所述轴力加载装置7包括总轴力加载装置和分块轴力加载装置143，能够施加向上的加载力；

所述大围压室内还设置与所述分块轴力加载装置143一一对应的分围压筒14，各分围压筒14上设置分筒围压加载装置144，能够分别施加独立的围压；

还包括与实验舱8相连的围压加载装置5、温度控制装置6和数据采集系统9；所述围压加载装置5用于对实验舱8施加围压；所述温度控制装置6与加热装置控制连接，加热装置与套筒12相连；所述围压加载装置5、温度控制装置6和轴力加载装置7与计算机相连；通过施加围压和温度，能够对多种或同种多块岩石试样进行同温度条件下不同围压的实验。

优选地，所述顶盖11包括上盖层111，其上设有出油孔112，所述顶盖11下方与套筒12 之间设有上密封圈113。

优选地，所述底盖13包括下盖层131，其上设有进油孔133，所述底盖13与套筒12之间设有下密封圈132。

优选地，所述分围压筒14能够装载试样，数量为9个，设置于下盖层131上方的凸台通孔内，且凸台通孔内部设置对应的相互独立的分块轴力加载装置143。

优选地，所述分围压筒14上开有分筒进油孔141和分筒出油孔142，分围压筒14的上下两端套有分筒上密封圈145和分筒下密封圈146。