一种岩石力学真三轴实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及力学实验设备领域，旨在提供一种岩石力学真三轴实验装置。包括固定在安装支架上的中空加载仓，样件夹具组件和吊具组件；在加载仓上设有三个轴向力加载口，各轴向力加载口与加载仓的中心连线构成两两相互垂直的X/Y/Z轴；在另一个水平方向侧面上设有岩石样件入口；三个轴向力加载口均通过法兰连接方式固定安装有一个加载液压缸，岩石样件入口通过法兰连接方式固定安装封盖；加载仓内部装有一个伸缩导轨，加载仓的侧壁上开设摄像观察窗、油水接口和电缆接口。该装置具有较好的抗压能力，能够适应苛刻的实验环境，其力学测量范围有所扩展和实验种类大幅度增加。可适用于多种试样尺寸，大大提升了试验装置的通用性，极大降低试验成本。

【技术实现步骤摘要】
一种岩石力学真三轴实验装置
本专利技术涉及一种岩石力学真三轴实验装置，属于力学实验设备领域。
技术介绍
现有技术中的岩石真三轴实验装置，因样件的尺寸规格多样，导致单一样件规格只能对应一种实验设备，其通用性较差，造成了资源的浪费。此外多数岩石真三轴实验装置不能观测实验的进程，一些测试效果精度低、实验过程模糊。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种岩石力学真三轴实验装置。为解决技术问题，本专利技术的解决方案是：提供一种岩石力学真三轴实验装置，包括固定在安装支架上的中空加载仓；该装置还包括样件夹具组件和吊具组件；在加载仓的顶部侧面和两个水平方向侧面上分别设有一个轴向力加载口，各轴向力加载口与加载仓的中心连线构成两两相互垂直的X轴、Y轴和Z轴；在与其中一个水平方向的轴向力加载口相对的侧面上，设有岩石样件入口；三个轴向力加载口均通过法兰连接方式固定安装有一个加载液压缸，岩石样件入口通过法兰连接方式固定安装封盖；加载仓内部装有一个伸缩导轨，加载仓的侧壁上开设摄像观察窗、油水接口和电缆接口；所述样件夹具组件包括一个矩形板状的受力缓冲垫和两个滚动卡具，滚动卡具通过其两端的卡具轴承座活动安装在受力缓冲垫上表面的两个端部；在受力缓冲垫的侧面对向布置两对吊扣，吊扣上设置用于安装螺栓的竖向通孔；所述伸缩导轨上设有与受力缓冲垫外形相匹配的安装位，且由受力缓冲垫底部的限位块实现位置限定；所述吊具组件包括两个竖向的吊装支撑架和固定装于吊装支撑架上的导轨；轨道吊车包括一个吊装架，吊装架的顶部设置用于安装滚轮的滚轮架，轨道吊车通过滚轮装在导轨上；吊装架的底部装有两个滚筒，滚筒上卷绕了钢丝绳；钢丝绳的两个末端各固定连接一个与受力缓冲垫上的吊扣相对应的固定螺栓。本专利技术中，所述加载液压缸均为倍压缸，分为气缸和液压缸两部分；其中，液压缸的油路系统中设置储能器。本专利技术中，所述加载仓的主体呈圆柱状，两端呈球形；加载仓包括内仓和外仓两个壳体状结构，内仓通过密封件套装在外仓中。本专利技术中，所述加载液压缸均固定安装在受力板上。本专利技术中，所述加载仓固定在底板上，底板焊接在安装支架上。本专利技术中，还包括用于安装在样件内的应力传感器和压电陶瓷片，以及安装在加载仓内的温度感应器、电阻测量电极，各测量器件通过线缆连接至控制台的计算机。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术的仓体设计为筒状，具有较好的抗压能力，其轴向测试力可达到8000KN，在加装循环保温系统的情况下实验时间可达3个月以上。2、在仓体中设计了观察窗，使实验者能够直观地观察整个实验过程，对于岩石的整个力学特性具有更为直观和科学的认识。3、该装置能够适应苛刻的实验环境，其力学测量范围有所扩展和实验种类大幅度增加。4、通过使用吊装装置以及对不同夹持距离的样件夹具组件的选择，可适用于多种试样尺寸，大大提升了试验装置的通用性，极大降低试验成本。附图说明图1为本专利技术中岩石真三轴力学实验装置的装配图；图2为吊装装置结构示意图；图3为加载仓内仓结构示意图；图4为加载仓外仓结构示意图；图5为样件夹具组件图；图6为吊具组件装配图。图中附图标记：1安装支架；2轴向力加载口(Y轴)；3加载液压缸；4轴向力加载口(Z轴)；5轴向力加载口(X轴)；6受力板；7摄像观察窗；8油水接口；9底板；10加载仓；11电缆接口；12岩石样件入口；13样件夹具组件；14导轨；15吊装支撑架；16轨道吊车；加载仓组件：10-1内仓；10-2外仓；2-1对应轴向力加载口的开孔(Y轴)；4-1对应轴向力加载口的开孔(Z轴)；5-1对应轴向力加载口的开孔(X轴)；7-1对应摄像观察窗的开孔；12-1对应岩石样件入口的开孔；样件夹具组件：13-1样件；13-2受力缓冲垫；13-3滚动卡具；13-4卡具轴承座；13-5吊扣；13-6为限位块；吊具组件：14-1滚轮；14-2滚轮架；14-3钢丝绳；14-4滚筒；14-5吊装架。具体实施方法下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述。岩石力学真三轴实验装置包括中空的加载仓10，其主体呈圆柱状两端呈球形；加载仓10固定在底板9上，底板9焊接在安装支架1上。加载仓10包括内仓10-1和外仓10-2两个壳体状结构，内仓10-1通过密封件套装在外仓10-2中。在加载仓10的顶部侧面和两个水平方向侧面上分别设有一个轴向力加载口，即(Y轴)轴向力加载口2、(Z轴)轴向力加载口4和(X轴)轴向力加载口5。各轴向力加载口与加载仓10的中心连线构成两两相互垂直的X轴、Y轴和Z轴。在与(X轴)轴向力加载口5相对的侧面上，设有岩石样件入口12；三个轴向力加载口均通过法兰连接方式固定安装有一个加载液压缸3，加载液压缸3均固定安装在受力板上。加载液压缸3均为倍压缸，分为气缸和液压缸两部分；其中，液压缸的油路系统中设置储能器。岩石样件入口12通过法兰连接方式固定安装封盖；加载仓10内部装有一个伸缩导轨，加载仓10的侧壁上开设摄像观察窗7、油水接口8和电缆接口11；为实现测量目的，在岩石样件13-1中安装了应力传感器和压电陶瓷片，在加载仓10内安装了温度感应器、电阻测量电极，各测量器件通过线缆连接至控制台的计算机。该装置还包括样件夹具组件和吊具组件，其中：样件夹具组件包括一个矩形板状的受力缓冲垫13-2和两个滚动卡具13-3，滚动卡具13-3通过其两端的卡具轴承座13-4活动安装在受力缓冲垫13-2上表面的两个端部；在受力缓冲垫13-2的侧面对向布置两对吊扣13-5，吊扣13-5上设置用于安装螺栓的竖向通孔；所述伸缩导轨上设有与受力缓冲垫13-2外形相匹配的安装位，且由受力缓冲垫13-2底部的限位块13-6实现位置限定；吊具组件包括两个竖向的吊装支撑架15和固定装于吊装支撑架上的导轨14；轨道吊车16包括一个吊装架14-5，吊装架14-5顶部设置用于安装滚轮14-1的滚轮架14-2，轨道吊车16通过滚轮14-1装在导轨14上；吊装架14-5的底部装有两个滚筒14-4，滚筒14-4上卷绕了钢丝绳14-3；钢丝绳14-3的两个末端各固定连接一个固定螺栓，用于对应安装至受力缓冲垫13-2上的吊扣13-5竖向通孔中。更进一步的说明：加载仓10中，内仓10-1采用耐高压耐腐蚀合金制作，采用密封件套装在外仓10-2内，内外仓的结构设计是用于起到隔热作用。加载液压缸3通过X/Y/Z三个轴轴向力加载口实现动加载和静加载。外仓10-2上设置有多个电缆接口11，以防传感器信号线之间的传输信号干扰。在进行围压和渗流实验时油和清水通过油水接口8进行加压和循环保温。在进行实验时，通过摄像头观察窗7观测实验的情况，摄像头观察窗7采用耐高压玻璃制作，在0-120℃时观察效果最佳，在该温度范围保温油对玻璃的影响最小。装置的使用方法说明：首先，将伸缩导轨从内仓10-1中拉出，使其安装位伸出在岩石样件入口12的外面；利用其它吊具将样件13-1装载于受力缓冲垫13-2上，由于样件13-1自身重力的作用使滚动卡具13-3转动，卡住并固定样件13-1。样件13-1能通过受力缓冲垫13-2释放Z轴加载方向的动能。将吊具组件移动至受力缓冲垫13-2上，一一对应安装钢丝绳14-3末端的固定螺栓至吊扣13-5中。然后启动电机使滚筒14-4卷起钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种岩石力学真三轴实验装置，包括固定在安装支架上的中空加载仓；其特征在于，该装置还包括样件夹具组件和吊具组件；在加载仓的顶部侧面和两个水平方向侧面上分别设有一个轴向力加载口，各轴向力加载口与加载仓的中心连线构成两两相互垂直的X轴、Y轴和Z轴；在与其中一个水平方向的轴向力加载口相对的侧面上，设有岩石样件入口；三个轴向力加载口均通过法兰连接方式固定安装有一个加载液压缸，岩石样件入口通过法兰连接方式固定安装封盖；加载仓内部装有一个伸缩导轨，加载仓的侧壁上开设摄像观察窗、油水接口和电缆接口；所述样件夹具组件包括一个矩形板状的受力缓冲垫和两个滚动卡具，滚动卡具通过其两端的卡具轴承座活动安装在受力缓冲垫上表面的两个端部；在受力缓冲垫的侧面对向布置两对吊扣，吊扣上设置用于安装螺栓的竖向通孔；所述伸缩导轨上设有与受力缓冲垫外形相匹配的安装位，且由受力缓冲垫底部的限位块实现位置限定；所述吊具组件包括两个竖向的吊装支撑架和固定装于吊装支撑架上的导轨；轨道吊车包括一个吊装架，吊装架的顶部设置用于安装滚轮的滚轮架，轨道吊车通过滚轮装在导轨上；吊装架的底部装有两个滚筒，滚筒上卷绕了钢丝绳；钢丝绳的两个末端各固定连接一个与受力缓冲垫上的吊扣相对应的固定螺栓。...

【技术特征摘要】
1.一种岩石力学真三轴实验装置，包括固定在安装支架上的中空加载仓；其特征在于，该装置还包括样件夹具组件和吊具组件；在加载仓的顶部侧面和两个水平方向侧面上分别设有一个轴向力加载口，各轴向力加载口与加载仓的中心连线构成两两相互垂直的X轴、Y轴和Z轴；在与其中一个水平方向的轴向力加载口相对的侧面上，设有岩石样件入口；三个轴向力加载口均通过法兰连接方式固定安装有一个加载液压缸，岩石样件入口通过法兰连接方式固定安装封盖；加载仓内部装有一个伸缩导轨，加载仓的侧壁上开设摄像观察窗、油水接口和电缆接口；所述样件夹具组件包括一个矩形板状的受力缓冲垫和两个滚动卡具，滚动卡具通过其两端的卡具轴承座活动安装在受力缓冲垫上表面的两个端部；在受力缓冲垫的侧面对向布置两对吊扣，吊扣上设置用于安装螺栓的竖向通孔；所述伸缩导轨上设有与受力缓冲垫外形相匹配的安装位，且由受力缓冲垫底部的限位块实现位置限定；所述吊具组件包括两个竖向的吊装支撑架和固定装于吊装支撑架上的导轨；...

【专利技术属性】
技术研发人员：童水光，吕刚，沈阳，田中军，涂集林，肖人源，
申请(专利权)人：浙江大学自贡创新中心，
类型：发明
国别省市：四川,51