[发明专利]一种退油式蠕变刚度试验机

说明书

一种退油式蠕变刚度试验机，用于土工试验中岩石全应力应变的测量以及岩石峰后蠕变等特性的研究，能够有效解决现有装置误差大、能耗高、控制难的不足，其装置包括上横梁1、连通管2、上油缸3、活动梁4、立柱5、上夹具6、下油缸7、下夹具8、下横梁9、液压控制总成10，操作简单、装置通用性高、能够精准控制轴向应力应变，得到岩石的全应力应变曲线和其他峰后特性。

技术领域

本发明属于土工试验技术领域，涉及一种岩石强度和蠕变特性研究的装置，尤其是岩石的峰后强度和蠕变特性研究的装置。

背景技术

岩石的峰后曲线特性研究是目前岩石特性研究的重点，尤其是地下工程，大多数岩石处于峰后状态，所以研究岩石的峰后曲线是十分重要的。但目前能够研究岩石峰后强度的装置只有刚度试验机，即在活动梁下放置千斤顶与之共同受力，防止变形能瞬时释放。这种装置结构简单，但是对千斤顶的要求高，一旦千斤顶的强度或防止位置出现偏差，则试件或无法得到峰后曲线，或偏心受压，使之出现试验误差。并且由于加入千斤顶，使得装置加载困难，造成仪器得不必要能耗。

发明内容

为了克服现有刚度试验机误差大、能耗高、控制难的不足，本发明提供一种退油式蠕变刚度试验机，结构简单、通用性高，能够利用退油来精准的控制试验机轴向位移和轴向应力，得到岩石的全应力应变曲线和其他峰后特性。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种退油式蠕变刚度试验机，能够精准的得到岩石的全应力应变曲线，用于土工试验中岩石特性的研究，其装置包括上横梁1、连通管2、上油缸3、活动梁4、立柱5、上夹具6、下油缸7、下夹具8、下横梁9、液压控制总成10。上油杠3固定在上横梁1上，上油杠3之间用连通管2连接，活动梁4与立柱5固定，能够在上油杠3和下油缸7之间竖直运动，下油缸7固定在下横梁9上，下横梁9固定在液压控制总成10上，上夹具6固定在活动梁4上，下夹具8固定在下横梁9上，其中上夹具6和下夹具8可根据试验要求进行更换，也可安装压力室进行常规三轴试验。

进一步的，液压控制总成10包括退油阀11、油箱12、加压泵13、高压油箱14、快升高压阀门15、慢降低压阀门16、慢降高压阀门17、快升低压阀门18、油管19，退油阀11进油面与上油缸3、下油缸7通过油管19连接，并在油管19之间设置慢降低压阀门16、快升低压阀门18，退油阀11出油面与油箱12连接，加压泵13将油箱12中的液压油加压至高压油箱14中，高压油箱14与上油缸3、下油缸7通过油管19连接，并在油管19之间设置快升高压阀门15、慢降高压阀门17。

进一步的，退油阀11包括进油盘20、缸体21、出油盘22、传动轴23，进油盘20与上油缸3、下油缸7连接，出油盘22与油箱12连接，进油盘20、出油盘22固定不动，传动轴23带动缸体21转动。

一种退油式蠕变刚度试验机测量岩石全应力应变曲线包括以下步骤：

第一步：放置试件，根据实验要求选择合适的上夹具6和下夹具8，将试件放置到下夹具6上，并将试件上下表面均匀涂抹凡士林，防止摩擦力造成的试验误差。

第二步：加压，打开加压泵13，高压油箱14开始注油产生高压并根据压力大小返回控制加压泵13的启停。

第三步：将活动梁4降至上夹具6与试块上表面缝隙很小位置，打开退油阀11，打开慢降低压阀门16、慢降高压阀门17，根据传动轴23的转速可控制出油量的大小从而控制活动梁4的下降速度，下降速度和转速满足关系式如下：

式中，h为活动梁下降高度，n为传动轴23的转速，V为缸体21中单个孔的体积，S为上油缸3和下油缸7的横截面积。