[发明专利]一种岩石摩擦试验装置

说明书

本发明公开了一种岩石摩擦试验装置，属于岩石摩擦技术领域。所述岩石摩擦试验装置包括：筒体、支撑柱、第一加载轴及第二加载轴；所述筒体内设置所述第一方形试样和所述第二方形试样，所述第一方形试样与所述第二方形试样沿断面层交错设置，所述筒体上开设有注油孔；所述支撑柱上设置有所述第二方形试样；所述第一加载轴穿过所述筒体与所述第一方形试样的顶部接触；所述第二加载轴穿过所述筒体与所述第二方形试样的侧部接触。本发明岩石摩擦试验装置施加围压，提供三向应力状态，保证所测得的参数符合实际情况。

技术领域

本发明涉及岩石摩擦技术领域，特别涉及一种岩石摩擦试验装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展，地球浅层资源开采殆尽，如何安全高效地利用地球深部资源已成为重要方向。而在进行深部工程施工时，不可避免会遇到断层，开挖或开采扰动引起断层应力状态的变化，在一定情况下诱发断层活化，产生地震，进而造成严重的工程灾害或自然灾害。断层活化产生构造地震，其物理本质为断层面间相互摩擦滑动过程中局部积聚弹性应变能的释放产生的振动。为揭示断层活化产生地震的物理力学机制，实验室地震或实验室岩石摩擦试验成为国际地球物理和地震学领域普遍采用的方法。

目前实验室岩石摩擦试验装置是进行岩石单面或双面直接剪切试验，断层上下盘均采用长方体试样，在断层面法向施加一定荷载，在切向施加荷载推动断层的一盘发生滑动。直剪试验的优势是断层面上法向应力分布相对均匀，在试样侧面粘贴应变片或声发射探头，可以获得断层活化时的局部信息，更好地揭示断层活化的物理机制，但是，直剪试验的试样仅施加了法向和切向两个方向的应力，这与深部断层三维应力条件不符，所测得的参数不符合实际情况。

发明内容

本发明提供一种岩石摩擦试验装置，解决了或部分解决了现有技术中岩石摩擦试验装置是进行岩石直剪试验，与深部断层三维应力条件不符，所测得的参数不符合实际情况的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种岩石摩擦试验装置，用于对第一方形试样和第二方形试样施压，所述岩石摩擦试验装置包括：筒体、支撑柱、第一加载轴及第二加载轴；所述筒体内设置所述第一方形试样和所述第二方形试样，所述第一方形试样与所述第二方形试样沿断面层交错设置，所述筒体上开设有注油孔；所述支撑柱上设置有所述第二方形试样；所述第一加载轴穿过所述筒体与所述第一方形试样的顶部接触；所述第二加载轴穿过所述筒体与所述第二方形试样的侧部接触。

进一步地，所述筒体内设置有第一垫块；所述第一垫块设置在所述第一方形试样与所述第一加载轴之间。

进一步地，所述第一垫块与所述第二方形试样之间设置有第一液压伺服胶囊；所述第一液压伺服胶囊的顶部与所述第一方形试样的顶部平齐。

进一步地，所述筒体内设置有第二垫块；所述第二垫块设置在所述第二加载轴与第二方形试样之间；所述第二垫块朝向所述第二方形试样的端面开设有弧形槽；所述第二垫块与所述第二方形试样之间设置有第三垫块；所述第三垫块朝向所述第二垫块的端面为弧形，所述第三垫块可嵌设于所述弧形槽内；所述第三垫块朝向所述第二方形试样的端面为方形；所述第三垫块与所述第二方形试样之间设置有第一减摩板。

进一步地，所述第三垫块上固定设置有第一封板，所述第一封板与所述第一垫块的侧部接触；所述第一封板与所述第一垫块之间设置有第一橡胶垫。

进一步地，所述支撑柱与所述第二方形试样之间设置有第四垫块。

进一步地，所述第四垫块与所述第一方形试样之间设置有第二液压伺服胶囊；所述第二液压伺服胶囊的底部与所述第二方形试样的底部平齐。