[发明专利]具备声学测试的多方向岩石剪切-渗流耦合试验方法

权利要求书

1.一种具备声学测试的多方向岩石剪切-渗流耦合试验方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：安装渗流测试系统(84)；

首先将试样放入剪切盒中，将剪切面方向一体化止水橡胶(65)四周内外侧涂抹胶水后安装在上剪切盒(22)和下剪切盒(37)之间，通过渗流管路(66)引出渗流通道；渗流管路(66)的上游通过y方向上游液体管路(59)和x方向上游液体管路(60)连接渗流伺服泵控制系统(57)；渗流管路(66)的下游通过y方向下游液体管路(69)、x方向下游液体管路(70)连接液体收集容器(58)；

步骤二：安装超声波测试系统(81)；

将声波发射探头(46)通过声波探头固定弹簧(45)安装在所述上剪切盒(22)上的声波探头位置孔(44)中；

步骤三：安装声发射测试系统(82)；

将多个声发射探头(41)分别通过声发射探头固定弹簧(40)安装在声发射探头位置孔(39)中，将多个声发射探头(41)通过导线连接到声发射采集控制系统(55)上；

步骤四：固定剪切盒；

步骤五：实现岩石试样一维方向往复剪切试验；

步骤六：实现多方向往复剪切试验；

推动内反力框架(2)底部的四个可移动滑轮(13)，且通过x方向滑轨可进入外反力框架(1)的内部指定位置；

限定y方向右上加载缸(27)的位移，使其保持固定不动；然后y方向左上加载油缸(35)增加压力，y方向左上加载油缸(35)增加压力至压力值为验要求的剪切力的1.5倍，然后保持此压力值固定不变；

实现多方向往复剪切试验；

步骤七：进行多方向岩石往复剪切-声发射-超声波-渗流多场耦合试验。

2.根据权利要求1所述的具备声学测试的多方向岩石剪切-渗流耦合试验方法，其特征在于：在步骤四中，固定剪切盒具体方式为：

S41：将试样(23)放入下剪切盒(37)中、并将上剪切盒(22)盖在下剪切盒(37)上，然后剪切盒(77)整体放在x方向滑动辊组(15)上；

S42：将垂直加载力传感器(24)、垂直加载油缸(25)通过垂直向承压板(11)紧压在上剪切盒(22)上面，组成垂直向应力测量系统；

S43：将x方向左上力传感器(20)、x方向左上加载缸(21)、x方向右上加载缸(9)、x方向右上力传感器(10)紧压在上剪切盒(22)的两侧；

S44：将x方向左下力传感器(17)、x方向左下加载缸(19)、x方向右下加载缸(6)、x方向右下力传感器(8)紧压在下剪切盒(37)的两侧；

通过S43和S44组成水平向应力测量系统；

S45：将垂直向位移传感器(12)安装在垂直向承压板(11)上，将x方向左侧位移传感器(18)通过x方向右侧位移传感器支杆(16)安装在下剪切盒(37)的左侧，将x方向右下加载缸(6)通过x方向右侧位移传感器支杆(4)安装在下剪切盒(37)的右侧，组成位移测量系统；

S46：通过垂直加载油缸(25)对岩石试样(23)施加垂向力至目标压力，并保持压力值恒定；

S47：限定x方向右上加载缸(9)的位移，使其保持固定不动；然后x方向左上加载缸(21)增加压力，x方向左上加载缸(21)增加压力至压力值为验要求的剪切力的1.5倍，然后保持此压力值固定不变；

至此，剪切盒(77)上部完成固定。

3.根据权利要求2所述的具备声学测试的多方向岩石剪切-渗流耦合试验方法，其特征在于：在步骤五中，实现岩石试样一维方向往复剪切试验的具体方式为：

S51：将x方向右下力传感器(8)和x方向右下加载缸(6)离开下剪切盒(37)一定距离，通过x方向左下加载缸(19)对岩石试样(23)施加水平剪切应力，采用位移控制模式进行单向剪切试验，在剪切一段位移后停止加载并将x方向左下加载缸(19)退回，完成单向剪切试验；

S52：通过x方向右下加载缸(6)对岩石试样(23)进行反方向加载，直至岩石试样(23)剪切到指定的距离后停止加载，并将x方向右下加载缸(6)退回，完成反向剪切试验；

S53：重复S51和S52，实现岩石试样一维方向往复剪切试验。