[发明专利]一种液氮冷冻及气化膨胀致裂实验测试系统及方法

摘要

一种液氮冷冻及气化膨胀致裂实验测试系统及方法，系统：顶板和底座上下相对地设置，并通过多根连接杆固定连接，在顶板、底座和多根连接杆之间形成圆柱形的夹持空间；所述岩心束缚套、液压缸同轴心地设置在夹持空间的上部、下部，且液压缸的缸筒座支设在底座的上部，岩心束缚套的上下两端分别与顶板的下端面、液压缸的活塞杆的端部抵接配合；顶板在对应夹持空间的轴心处开设有贯穿厚度方向的轴向中心孔，并在径向上开设有与轴向中心孔相连通的径向孔道A和B；方法：制造岩样；加载岩样；注入液氮，并记录实验数据；结束。该系统能得到岩性、液氮流量、液氮注入时间等因素对岩石损伤特性的影响，能获取岩石在液氮气化膨胀作用下的宏观破坏特征。

主权项

1.一种液氮冷冻及气化膨胀致裂实验测试系统，包括岩样夹持单元、数据采集单元和液氮加载单元，所述液氮加载单元包括自增压式液氮罐(1)、液氮注入管路(12)和导管(13)，所述自增压式液氮罐(1)上连接有出液阀(29)，出液阀(29)通过液氮注入管路(12)与导管(13)的进液端连接，其特征在于，所述液氮加载单元还包括液氮排出管路(14)；所述岩样夹持单元包括顶板(5)、底座(8)、岩心束缚套(6)和液压缸(7)；所述顶板(5)和底座(8)上下相对地设置，并通过周向均匀分布的多根连接杆(15)固定连接，在顶板(5)、底座(8)和多根连接杆(15)之间形成圆柱形的夹持空间；所述岩心束缚套(6)、液压缸(7)同轴心地设置在夹持空间的上部、下部，且液压缸(7)的缸筒座支设在底座(8)的上部，岩心束缚套(6)的上下两端分别与顶板(5)的下端面、液压缸(7)的活塞杆(17)的端部抵接配合；顶板(5)在对应夹持空间的轴心处开设有贯穿厚度方向的轴向中心孔(20)，并在径向上开设有与轴向中心孔(20)相连通的径向孔道A(22)和径向孔道B(30)；液压缸(7)的无杆腔连接有动力源；所述数据采集单元包括压力传感器(9)、温度传感器(10)和智能终端(11)；压力传感器(9)连接在液氮排出管路(14)上，温度传感器(10)连接在径向孔道B(30)中，智能终端(11)分别与压力传感器(9)和温度传感器(10)连接；所述导管(13)的出液端穿过轴向中心孔(20)伸入到夹持空间中，导管(13)与轴向中心孔(20)上端之间的间隙通过密封件A(21)密封；液氮排出管路(14)的进液端与径向孔道A(22)的端部连接。