The present invention provides a testing device for rock crack propagation under the condition of Thermo-Solid coupling, including loading system, heating system, monitoring system and osmotic pressure system. The monitoring system collects data through temperature monitoring device, displacement monitoring device and acoustic emission monitoring device. It can consider the influence of stress field and temperature field at the same time, and can monitor stress, deformation, temperature and crack process at the same time. Paragraph, the accuracy is even higher. The invention has the advantages of simple structure, low cost, high accuracy and simple operation.
【技术实现步骤摘要】
热固耦合条件下岩石裂纹扩展测试装置
本专利技术涉及高地温环境下开挖的地下工程、地热开发、核废料处置等的热固耦合条件下岩石裂纹扩展测试装置。
技术介绍
岩石是由晶体、裂隙、微裂纹等组成的非均质天然材料。岩石在温度作用下会发生变形,由于岩石的各种组成在高温条件下的热膨胀系数各不相同,岩石作为一个连续体,组成成分之间存在约束,岩石内部各矿物颗粒不可能相应地按各自固有的热膨胀系数随温度变化而自由变形,因此变形大的受压缩,变形小受拉伸,由此在岩石中形成一种由温度引起的热应力。当岩石内部许多强度较低的颗粒、裂隙与微裂纹的存在导致局部产生应力集中,如果此处的应力达到或超过岩石的强度极限抗拉强度或抗剪强度,会导致更多的裂纹发生、发展、密集、连通,形成更大的裂缝,直至岩石整体结构破坏。由温度引起的热应力,造成岩石结构的热破裂。大量的实践和理论研究项目表明,岩体温度和应力场耦合之间存在一定影响。由于地下工程开挖,以及高地温、高放废物的化学作用,这两个过程同时进行,必须考虑热-固耦合作用的影响:1)由于高地温、高放废物衰变放热过程而引起的岩体热学参数变化以及由此引起岩石的损伤程度的变化2)地下工程开挖引起的应力调整,导致岩石损伤程度变化,影响岩石的热力学性质。因此,地下工程中岩石复杂的节理、裂隙系统、热固耦合等相互作用对工程的设计和环境安全评估和分析增加了更大的难度。目前对于岩石热固耦合效应的研究,主要采用数值模拟、现场观测和室内试验,但由于天然岩石的复杂多变性,数值模拟的研究仅限于在外力载荷下对岩石进行变形、破裂和物理力学性质的研究,很难考虑温度效应,同时由于岩石材料的非均匀 ...
【技术保护点】
1.热固耦合条件下岩石裂纹扩展测试装置,其特征在于包括加载系统、加热系统、监测系统、渗压系统;所述加载系统包括对岩石试样两端面加载压力的加压装置、橡胶皮套和两只分别套在岩石试样两端外的钢片帽;钢片帽的高度根据期望产生的岩石裂缝角度确定,钢片帽的横截面形状和岩石试样的横截面形状配套而使得岩石试样刚好能放入钢片帽并在对岩石试样两端加载压力时,岩石试样对应钢片帽端部的位置产生应力集中而诱发在两者之间产生岩石裂缝;所述橡胶皮套的口径大小能够紧紧地套在所述两只钢片帽和岩石试样外,其长度至少满足包住所述两只钢片帽的端部和两只钢片帽之间的岩石试样;所述加热系统包括处在侧面岩石试样侧面外并处在橡胶皮套外的加热板;所述检测系统包括温度监测装置、位移监测装置、声发射监测装置;所述温度监测装置设置多个温度传感器,所述温度传感器沿岩石试样的环向紧贴布置在橡胶皮套外;所述声发射监测装置设置多个声发射探头,所述声发射探头分别布置在岩石试样的两端外;所述位移监测装置分别设置多个轴向位移传感器和环向位移传感器,所述轴向位移传感器布置在岩石试样的两端外,所述环向位移传感器布置在橡胶皮套外;所述渗压系统包括压气装置和出气 ...
【技术特征摘要】
1.热固耦合条件下岩石裂纹扩展测试装置,其特征在于包括加载系统、加热系统、监测系统、渗压系统;所述加载系统包括对岩石试样两端面加载压力的加压装置、橡胶皮套和两只分别套在岩石试样两端外的钢片帽;钢片帽的高度根据期望产生的岩石裂缝角度确定,钢片帽的横截面形状和岩石试样的横截面形状配套而使得岩石试样刚好能放入钢片帽并在对岩石试样两端加载压力时,岩石试样对应钢片帽端部的位置产生应力集中而诱发在两者之间产生岩石裂缝;所述橡胶皮套的口径大小能够紧紧地套在所述两只钢片帽和岩石试样外,其长度至少满足包住所述两只钢片帽的端部和两只钢片帽之间的岩石试样;所述加热系统包括处在侧面岩石试样侧面外并处在橡胶皮套外的加热板;所述检测系统包括温度监测装置、位移监测装置、声发射监测装置;所述温度监测装置设置多个温度传感器,所述温度传感器沿岩石试样的环向紧贴布置在橡胶皮套外;所述声发射监测装置设置多个声发射探头,所述声发射探头分别布置在岩石试样的两端外;所述位移监测装置分...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘宁,张春生,褚卫江,陈平志,
申请(专利权)人:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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