[发明专利]一种温控低压的岩石流变试验设备

说明书

本发明提供了一种温控低压的岩石流变试验设备，包括工作平台，工作平台上贯穿设置有反力框架，反力框架包括上硬铝板与下硬铝板，上硬铝板与下硬铝板之间设置有两个连接杆并通过两个连接杆连接；工作平台的顶面设有试验台，试验台周围设置有位移传感器与温度箱，且试验台包括下底座，下底座固定安装在工作平台的顶面上，下底座的顶面固定安装有下压头，下底座的正上方设置有上底座，上底座的底面固定安装有上压头，上压头与下压头相配合，且上底座与上硬铝板之间设置有金属小球并通过金属小球连接。本发明可在工程现场进行长时间的小载荷试验，能够满足一般条件下进行岩石流变实验的要求，同时结构简单，实用性高。

技术领域

本发明涉及测试岩石设备相关技术领域，具体涉及一种温控低压的岩石流变试验设备。

背景技术

岩石流变是指岩石矿物组构(骨架)随时间增长而不断调整重组，导致其应力、应变状态亦随时间而持续地增长变化，在过去几十年里，国内外广大科研人员对岩土工程的流变问题做了大量的研究；

岩石在载荷作用下，随时间发展，均会不断发生变形；随温度增加，会导致岩石在恒定载荷下的变形速率增加，从而导致岩石力学性质劣化。岩石的流变特性直接决定了材料的长期力学性能，特别是对于深埋地下的岩体工程，围岩在深埋高温、高应力与高渗流压力等“三高”复杂耦合的强湿热环境下，岩石呈现更加显著的强流变时效特征，直接决定了工程围岩的长期稳定性，需要通过试验获得岩石可靠的流变力学特性，而其关键在于如何确保在测试过中测试条件的恒定，岩石的流变试验是认识岩石流变性质的主要途径和最重要的手段，根据已有的研究成果分析，我们可以发现大部分流变试验系统进行时采用的都是较大的轴向压缩应力，Marketos等(2016)认为这是因为关于岩石的低应力(即低应变率)稳态蠕变行为的实验室数据很少，因为它们很难获得，我们一般采用的解决方案是从较高应力或较高温度的试验中推断低应力行为，即对高、低偏应力和应变率使用相同的本构模型，但是低应力就意味着试验时间会被拉得很长，现在实验室所采用的先进的流变系统，大多都是采用液压泵、气泵等提供实验所需的轴向压力和围压等，长时间使用这些仪器会导致仪器的损坏，这也是实验室无法进行太长时间的流变观察的原因之一。此外，深部岩石在蠕变时易受到高温环境的影响而发生损伤变形，因此岩石热损伤研究一直是地球科学领域的热点，该研究涉及深地热开采、地下空间开发、地震带稳定等。高温会导致岩石的晶体结构发生变化，而晶体结构的变化会导致基本物理力学性质的变化，进而岩石短期强度及长期强度与常温相比均会发生很大变化。岩石在经历高温作用后，其强度(包括单轴抗压强度、抗拉强度)、波速(包括压缩波波速和剪切波波速)、弹性模量都会降低，孔隙度增大。处理高温环境下的岩石工程问题是对岩石力学新的挑战，而室内试验工作具有可严格控制试验条件、排除次要因素、重复次数多和耗资少等特点，因而受到广泛应用。而在室外或者是施工现场，因为环境条件的问题，实验室仪器在这些场所使用时会影响到试验精度，同时也存在仪器损坏和维护费用过高的问题。因此，本发明涉及的是一种简易的流变仪器，适合在施工现场等环境较为恶劣的条件下进行长期试验。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种温控低压的岩石流变试验设备，解决了背景技术中提到的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种温控低压的岩石流变试验设备，包括工作平台，所述工作平台上贯穿设置有反力框架，所述反力框架包括上硬铝板与下硬铝板，所述上硬铝板与下硬铝板分别设置在工作平台的上下两侧，所述上硬铝板与下硬铝板之间设置有两个连接杆并通过两个连接杆连接；

所述工作平台的顶面设置有试验台，所述试验台周围设置有位移传感器与温度箱，且所述试验台包括下底座，所述下底座固定安装在工作平台的顶面上，所述下底座的顶面固定安装有下压头，所述下底座的正上方设置有上底座，所述上底座的底面固定安装有上压头，所述上压头与下压头相配合，且所述上底座与上硬铝板之间设置有金属小球并通过金属小球连接。

进一步的，每个所述连接杆皆贯穿工作平台并与工作平台固接，且每个所述连接杆的两端分别与上硬铝板、下硬铝板固接。