[发明专利]相似材料固气能量耦合规律真三轴测试实验方法

摘要

本发明公开了一种相似材料固气能量耦合规律真三轴测试实验方法，包括如下步骤：首先将三轴渗透性测试装置主机、液压系统、PLC程序控制系统、位移传感器、电源、空气压缩机、平衡罐、SL8‑02单项微调节流阀、进气筛板、MF5700气体质量流量计、声发射传感器、声发射信号采集仪相连，然后将制作好的试件周围涂抹704密封硅橡胶，放入实验箱体中并与进气筛板用密封胶密封，确保气体在通过试件的整个过程中的气密性后进行实验。本发明首次实现了相似材料试件三轴压缩全应力应变、气体渗流、能量测试同步测试相集成的要求，得到相似材料试件三轴应力条件下渗透性及能量耗散的规律。 1

主权项

1.一种相似材料固气能量耦合规律真三轴测试实验方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、组装实验装置：将三轴应力机前后左右四块钢板用前后板固定螺栓固定在底部固定托板上，同时将轴向油缸、后围压油缸、左围压油缸的推板固定在油缸推杆端头；S2、将待测试件制作完成并放入步骤S1所得的实验箱体内，将制作好的试件周围涂抹704密封硅橡胶，放入实验箱体中并与进气筛板用密封胶密封，确保气体在通过试件的整个过程中的气密性；用上下盖板固定螺栓将三轴应力机上盖板固定在底部固定托板上；S3、待三轴应力机箱体固定完成后，将轴向油缸、后围压油缸、左围压油缸与液压泵站相连接，以此对油缸提供推动力，同时将进气孔、进气筛板、进气管路与空气压缩机相连接，以此来对试件提供带有压力的气体；S4、采用HG‑YB型号的压力变送器对三条油缸施加给三个推板的压力进行实时监控，将压力变送器与比例减压阀连接，通过专用线路与PLC程序控制系统连接，PLC程序控制系统接通电源工作后，给压力变送器提供相应的电流，压力变送器将该电流换算成与之对应的压力，输出给PLC程序控制系统，以此实现对油泵输出压力的实时监控；S5、利用连杆机构的原理将拉杆式位移传感器与轴向油缸相连，通过轴向油缸下压试件时的行程位移来监测试件的轴向位移；S6、通过专用耐压胶管及快插接头将气体流量测试装置与实验箱体相连，气体通过试件后由在后围压油缸推杆上开设的导气孔经过SL8‑02单项微调节流阀，流入流量计，以此监测气体流过试件的流量，通过观测相同压力下流量的变化情况，进而判断试件压缩状态；S7、在箱体右侧面开变径圆孔，并用空心螺栓引出数据采集线，将数据采集线与能量测试装置相连，之后用密封胶密封；S8、充入大于规定实验压力的气体后，关闭空气压缩机及气体出口端所有阀门，用肥皂水涂抹箱体各部位，检测是否有气泡产生，如果没有发现气泡并且将整个设备放置0.5h后，其中气体压力没有发生明显的变化，则认为气密性达到实验要求；S9、开展试件全应力应变过程中渗透性的测试，测试不同组合围压、轴压及气体压力条件下，试件全应力应变过程中的渗透性变化规律，测试过程中轴向应力以5‑45kg每递增5kg的方式对试件施加压力，围压设计为5kg、10kg、15kg，气体压力设计为1kPa、2kPa、3kPa、4kPa、5kPa，每次增加轴向应力或改变围压前，对试件渗透性进行测试，直至试件压裂为止。