[发明专利]用于测量水力耦合作用下深部岩石动态性能的装置及方法

权利要求书

1.用于测量水力耦合作用下深部岩石动态性能的装置，其特征在于，包括水力耦合实验装置和带轴压的分离式霍普金森压杆装置；水力耦合实验装置用于模拟深部岩石所处的原位高围压、高渗透水压的赋存环境；带轴压的分离式霍普金森压杆装置用于对试样提供动态冲击加载条件和轴向加载；

所述水力耦合实验装置，包括入射撞杆(3-1)、透射撞杆(3-2)、入射立板(3-7)、透射立板(3-8)、油缸(3-9)；

入射立板(3-7)与导轨支架(3-12)分别和平台(14)固定相连；透射立板(3-8)位于入射立板(3-7)与导轨支架(3-12)之间；导轨支架(3-12)与入射立板(3-7)之间固定有两根水平的导轨(3-13)，透射立板(3-8)的圆孔滑动安装在导轨(3-13)上；

入射立板(3-7)与透射立板(3-8)中心处均设置通孔，所述的入射撞杆(3-1)滑动穿过入射立板(3-7)，透射撞杆(3-2)滑动穿过透射立板(3-8)，并且入射撞杆(3-1)的工作端、透射撞杆(3-2)的工作端位置相对并且位于入射立板(3-7)与透射立板(3-8)之间；样品(3-6)放置在入射撞杆(3-1)的工作端与透射撞杆(3-2)的工作端之间；

入射立板(3-7)与透射立板(3-8)之间安装有油缸(3-9)；

入射撞杆(3-1)和透射撞杆(3-2)内部中心设置有注水孔(15)，注水孔(15)将液体导入到样品(3-6)处；

样品(3-6)的外部设有密封装置；

所述的入射立板(3-7)与透射立板(3-8)的内侧设置有与油缸(3-9)内径和外径尺寸相同的环形凹槽，使得油缸(3-9)与入射立板(3-7)以及透射立板(3-8)镶嵌配合；

入射立板(3-7)上设置有注油孔(3-10)和排气孔(3-11)，注油孔(3-10)通过油管(12)与油泵(13)相连；当入射立板(3-7)、透射立板(3-8)、油缸(3-9)夹紧后，油泵(13)与油管(12)通过注油孔(3-10)向油缸(3-9)内部注入液压油，油缸(3-9)内的空气通过排气孔(3-11)被排出，直至液压油充满油缸(3-9)，进而油缸(3-9)内的压力增加，实现对样品(3-6)进行预加围压加载；

所述的密封装置，包括设在样品(3-6)的两端面的密封瓦(3-4)和密封圈(3-3)，包裹在样品(3-6)侧面有热缩管(3-5)；注水孔(15)中的液体通过密封瓦(3-4)注入样品(3-6)内，热缩管(3-5)和密封圈(3-3)可以保证样品(3-6)、密封瓦(3-4)以及入射撞杆(3-1)和透射撞杆(3-2)之间的密封性。

2.根据权利要求1所述的用于测量水力耦合作用下深部岩石动态性能的装置，其特征在于，所述分离式霍普金森压杆装置，包括依次位于同一水平直线上的子弹(1)的发射位置、入射杆(2)、透射杆(4)、轴向预加载装置(5)；入射杆(2)、透射杆(4)、轴向预加载装置(5)均通过支座(6)固定于平台(14)上；所述轴向预加载装置(5)通过油管(12)与油泵(13)相连；

入射杆(2)和透射杆(4)上均设有应变片(7)，应变片(7)依次连接动态应变仪(8)以及示波器(9)，用于采集杆件上的应力波信号；

所述水力耦合实验装置安装在入射杆(2)和透射杆(4)之间；入射杆(2)与入射撞杆(3-1)对接，透射撞杆(3-2)与透射杆(4)对接。