[发明专利]多方向岩石往复剪切-温度耦合及声学测试方法

权利要求书

1.一种多方向岩石往复剪切-温度耦合及声学测试方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一：安装温度测试系统(83)；

将多个加热棒(43)分别布置在多个加热孔(42)中；加热棒(43)通过导线与温度控制仪(48)连接；

步骤二：安装超声波测试系统(81)；

将声波接收探头(47)通过声波探头固定弹簧(45)安装在下剪切盒(37)上的声波探头位置孔(44)中；

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

将声波发射探头(46)和声波接收探头(47)分别通过导线与声波采集仪(56)连接；

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；

在步骤四中，固定剪切盒具体方式为：

S41：将岩石试样(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方向左侧位移传感器支杆(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；

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)底部的可移动滑轮(13)，且通过x方向滑轨进入外反力框架(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；

实现多方向往复剪切试验的具体方式为：

S61：将y方向右下加载缸(26)和y方向右下力传感器(29)离开下剪切盒(37)一定距离，通过y方向左下加载油缸(34)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y方向左下加载油缸(34)退回，完成单向剪切试验；

S62：通过y方向右下加载缸(26)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y方向右下加载缸(26)退回，完成反向剪切试验；

S63：重复S61和S62，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-温度耦合试验同时进行超声波和声发射测试；

具体的多方向岩石往复剪切-温度耦合试验同时进行超声波和声发射测试的方案根据实验需求进行自由组合：

当研究不同温度条件下剪切过程中的热固耦合特性时，则只打开温度控制系统，进行不同温度下的一维方向往复循环剪切试验或多方向往复循环剪切试验；

当研究剪切过程中的声发射特性时，则只打开声发射测试系统，进行一维方向往复循环剪切试验或多方向往复循环剪切试验；

当研究超声波条件下剪切过程中的耦合特性时，则只打超声波测试系统，进行超声波条件下的一维方向往复循环剪切试验或多方向往复循环剪切试验；

当研究不同温度下的声发射、超声波特性时，则打开温度控制系统、声发射测试系统、超声波测试系统，进行一维方向往复循环剪切试验或多方向往复循环剪切试验。