[发明专利]一种室内真三轴试验岩样位置精准对中控制方法

摘要

本发明提供一种室内真三轴试验岩样位置精准对中控制方法，包括：初始阶段对中定位：将同轴的两个对称的作动器活塞分为一个主动端和一个被动端，主动端的作动器活塞以力控为主，被动端以位移跟随加载的方式，以等位移量跟随主动端的作动器活塞运动；加载阶段实时对中：将同轴的两个对称的作动器活塞分为一个主动端和一个被动端，主动端的作动器活塞以力加载或位移加载为主，被动端以位移加载的方式，实时以等位移量跟随主动端的作动器活塞运动。本发明的方法测量精度高，对中效果好，操作效率高，实现了试验加载过程岩样精准对中定位的目的，通过这种方法岩样对中精确，消除了岩样偏心加载的现象。

主权项

1.一种室内真三轴试验岩样位置精准对中控制方法，其特征在于，包括：初始阶段对中定位：将同轴的两个对称的作动器活塞分为一个主动端和一个被动端，主动端的作动器活塞采用力控方式，被动端以位移跟随加载的方式，以等位移量跟随主动端的作动器活塞运动；加载阶段实时对中：将同轴的两个对称的作动器活塞分为一个主动端和一个被动端，主动端的作动器活塞采用力加载或位移加载方式，被动端以位移加载的方式，实时以等位移量跟随主动端的作动器活塞运动；所述初始阶段对中定位具体包括：（1）将对中基准进行基准转化，将真三轴压力室岩样对中加载时应该所处的中心位置、上端作动器活塞的初始平面位置、下端作动器活塞的初始平面位置、左端作动器活塞的初始平面位置、右端作动器活塞的初始平面位置转化到平面xoy坐标系中：使用平面xoy坐标系中O点表示真三轴压力室岩样对中加载时应该所处的中心位置，平面xoy坐标系中O₁点表示上端作动器活塞的初始平面位置，平面xoy坐标系中O₂点表示右端作动器活塞的初始平面位置，平面xoy坐标系中O₃点表示下端作动器活塞的初始平面位置，平面xoy坐标系中O₄点表示左端作动器活塞的初始平面位置；（2）对上端作动器活塞位置与下端作动器活塞位置进行室内真三轴试验前的对中辅助调节，使上端作动器活塞和下端作动器活塞运动至目标位置：通过电脑向控制器发送信号命令，将命令通过信号线传入控制器，控制器分别控制上端驱动装置和下端驱动装置，驱动下端作动器活塞从所述下端作动器活塞的初始平面位置即O₃点向上运动至与岩样接触，此时下端作动器活塞运动到其目标位置O₃₁点；驱动上端作动器活塞从上端作动器活塞的初始平面位置即O₁点向下运动至其目标位置O₁₁点，O₁₁点并未与岩样接触，且满足O点与O₃₁点间距离等于O点与O₁₁点间距离，所述O点与O₃₁点间距离OO₃₁、O点与O₁₁点间距离OO₁₁分别通过下端作动器活塞、下端作动器活塞内部的位移传感器测得；（3）对左端作动器活塞位置与右端作动器活塞位置进行室内真三轴试验前的对中辅助调节，使左端作动器活塞和右端作动器活塞运动至目标位置：通过电脑向控制器发送信号命令，将命令通过信号线传入控制器，控制器分别控制左端驱动装置和右端驱动装置，驱动左端作动器活塞从左端作动器活塞的初始平面位置即O₄点向右运动至其目标位置O₄₁点，O₄₁点并未与岩样接触；驱动右端作动器活塞从右端作动器活塞的初始平面位置即O₂点向左运动至其目标位置O₂₁点，O₂₁点并未与岩样接触，且满足O点与O₄₁点间距离等于O点与O₂₁点间距离，O点与O₂₁点间距离OO₂₁、O点与O₄₁点间距离OO₄₁分别通过右端作动器活塞、左端作动器活塞内部的位移传感器测得；（4）进行上端作动器活塞与下端作动器活塞控制，对岩样上下面进行预夹紧：以下端作动器活塞为主动端，进行力控；以上端作动器活塞为被动端，进行跟随加载，即：控制器控制下端驱动装置驱动下端作动器活塞以恒定加载力速率加载岩样下端面至设定预夹紧力值，在加载过程中，下端作动器活塞内部位移传感器实时反馈下端作动器活塞位移量△y₁至控制器，控制器以△y₂=△y₁的位移信号控制上端驱动装置驱动上端作动器活塞运动等量位移量，使上下端作动器活塞同进同退，达到始终对中效果，直至达到预紧力目标值；（5）进行左端作动器活塞与右端作动器活塞控制，对岩样左右面进行预夹紧：以左端作动器活塞为主动端，进行力控；以右端作动器为被动端，进行跟随加载，即控制器控制左端驱动装置驱动左端作动器活塞以恒定加载力速率加载岩样左端面至设定预夹紧力值，在此加载程中，左端作动器活塞内部位移传感器实时反馈左端作动器活塞位移量△x₂至控制器，控制器以△x₁=△x₂的位移信号控制右端驱动装置驱动右端作动器活塞运动等量位移量，使两端活塞同进同退，达到始终对中效果，直至达到预紧力目标值；（6）完成上述（4）~（5）所述岩样预夹紧工作后，岩样初始阶段对中定位完成。