一种非均布柔性压力室制造技术

本发明专利技术涉及一种非均布柔性压力室，由非均布柔性围压加载系统、轴压加载系统、动力及控制系统组成，非均布柔性围压加载系统的碳纳米管复合材料微型管是采用碳纳米管复合材料制作的变直径微型空心管，碳纳米管复合材料微型管的小直径端为封口式末端且紧贴于岩样表面，根据岩样所处的实际复杂环境条件对在岩样周围各微小单元上加载大小不同的压力，并借助碳纳米管复合材料微型管的弹性变形获得岩样不同部位的变形数据。本发明专利技术的主要优点在于：一、实现岩样的非均布围压加载，更接近其在实际复杂环境中的受力情况；二、在试验过程中量测岩样周围各部分的形变，更真实地反映其应力应变状态。

A non uniform flexible pressure chamber

The invention relates to a non-uniformly distributed flexible pressure chamber, which is composed of a non-uniformly distributed flexible confining pressure loading system, an axial compression loading system, a power and a control system. The small diameter end of the tube is sealed and close to the surface of the rock sample. According to the actual complex environment conditions of the rock sample, the pressure of different sizes is loaded on the micro-elements around the rock sample. The deformation data of different parts of the rock sample are obtained by the elastic deformation of the carbon nanotube composite micro-tube. The main advantages of the present invention are: firstly, realizing the non-uniform confining pressure loading of rock sample, more close to its stress situation in the actual complex environment; secondly, measuring the deformation of various parts around the rock sample in the test process, more truly reflecting its stress and strain state.

【技术实现步骤摘要】
一种非均布柔性压力室
：本专利技术涉及一种非均布柔性压力室，属于岩土力学实验仪器制造
适用于对岩样进行压力试验时，在岩样周围各微小单元上加载大小不同的压力并量测岩样形变的情况。
技术介绍
：目前，现有的岩土材料三轴压力室均存在围压加载过于理想的问题；常规三轴压力室采用理想的均布围压加载，真三轴压力室采用三个方向的不同应力加载，它们都简化了岩土材料的实际受力情况，不能真实地反映岩土材料在实际复杂环境中的应力应变状态，难以获取准确的岩土材料力学性能试验数据来支撑其研究；针对这一问题，本专利技术设计了一种非均布柔性压力室，可实现对岩样进行压力试验时，在岩样周围各微小单元上加载大小不同的压力并量测岩样形变，进一步接近岩土材料的实际受力情况，更加真实地反映岩土材料在实际复杂环境中的应力应变状态，获取准确的岩土材料力学性能试验数据来支撑其研究。
技术实现思路
：本专利技术涉及的一种非均布柔性压力室，由非均布柔性围压加载系统、轴压加载系统、动力及控制系统组成。其中：一、非均布柔性围压加载系统非均布柔性围压加载系统由碳纳米管复合材料微型管、超细常规有压管道、细有压管道、正常直径有压管道、超微调压阀、调压阀、环境容器组成，碳纳米管复合材料微型管、超细常规有压管道、细有压管道、正常直径有压管道、超微调压阀、调压阀密封置于环境容器内，环境容器由防腐绝热绝缘材料制成，用于模拟不同温度、湿度、溶液等复杂环境条件。碳纳米管复合材料微型管是采用碳纳米管复合材料制作的变直径微型空心管，碳纳米管复合材料微型管的小直径端为封口式末端且紧贴于岩样表面，碳纳米管复合材料微型管的大直径端外接超细常规有压管道，若干超细常规有压管通过超微调压阀汇聚于细有压管道，若干细有压管道通过调压阀汇聚于正常直径有压管道，正常直径有压管道与动力源系统相接，超微调压阀和调压阀与伺服控制系统相连，伺服控制系统通过控制超微调压阀和调压阀，将动力源系统的输出压力进行调节，进而在碳纳米管复合材料微型管的小直径端形成不同的压力并直接作用于岩样表面，实现给岩样施加非均布荷载；碳纳米管复合材料微型管的变形通过高性能数字快速处置系统计算，借助碳纳米管复合材料微型管的弹性变形获得岩样不同部位的变形数据。二、轴向加载系统轴向加载系统由轴压加载装置、样品承台、压力室下咬合板组成，轴压加载装置、样品承台、压力室下咬合板为上下同轴心布置；轴压加载装置由轴压加载活塞和4个T型样品夹具滑块组成，轴压加载活塞为圆柱形，下端部开有4道呈90°分布的滑槽，滑槽内分别各有1个T型样品夹具滑块；样品承台为圆柱形的可自动升降载物承压平台；压力室下咬合板为对称分布的2块可自动控制的半月形咬合板。三、动力及控制系统动力及控制系统由高性能数字快速处置系统、动力源系统、伺服控制系统组成，高性能数字快速处置系统与伺服控制系统相连，动力源系统与伺服控制系统相连，实现自动控制非均布柔性围压加载系统、轴压加载系统的应力加载和数据采集。四、本专利技术与现有的压力室相比较，有如下优点：(1)实现岩样的非均布围压加载，更接近岩样在实际复杂环境中的受力情况。(2)在试验过程中量测岩样周围各部分的形变，更真实地反映其应力应变状态。附图说明：图1为本专利技术的整体示意图；图2为本专利技术的剖面图；图3为本专利技术的非均布柔性围压加载系统工作原理示意图；图4为本专利技术的轴压加载装置；图5为本专利技术的压力室下咬合板及样品承台。附图标记为：A.非均布柔性围压加载系统：A1.碳纳米管复合材料微型管，A2.超细常规有压管道，A3.细有压管道，A4.正常直径有压管道，A5.超微调压阀，A6.调压阀，A7.环境容器。B.轴压加载系统：B1.轴向加载装置，B2.样品承台，B3.压力室下咬合板；其中B1.轴向加载装置：B1.1.轴压加载活塞，B1.2.1.T型样品夹具滑块一，B1.2.2.T型样品夹具滑块二，B1.2.3.T型样品夹具滑块三，B1.2.4.T型样品夹具滑块四；B3.压力室下咬合板：B3.1.压力室下咬合板一，B3.2.压力室下咬合板二。C.动力及控制系统：C1.高性能数字快速处置系统，C2.动力源系统，C3.伺服控制系统。D.岩样。具体实施方式：本专利技术由非均布柔性围压加载系统、轴压加载系统、动力及控制系统组成。A.非均布柔性围压加载系统由A1.碳纳米管复合材料微型管、A2.超细常规有压管道、A3.细有压管道、A4.正常直径有压管道、A5.超微调压阀、A6.调压阀、A7.环境容器组成，A1.碳纳米管复合材料微型管、A2.超细常规有压管道、A3.细有压管道、A4.正常直径有压管道、A5.超微调压阀、A6.调压阀密封置于A7.环境容器内；A1.碳纳米管复合材料微型管是采用碳纳米管复合材料制作的变直径微型空心管，A1.碳纳米管复合材料微型管的小直径端为封口式末端且紧贴于D.岩样表面，A1.碳纳米管复合材料微型管的大直径端外接A2.超细常规有压管道，若干A2.超细常规有压管道通过A5.超微调压阀汇聚于A3.细有压管道，若干A3.细有压管道通过A6.调压阀汇聚于A4.正常直径有压管道，A4.正常直径有压管道与C2.动力源系统相接，A5.超微调压阀和A6.调压阀与C3.伺服控制系统相连。B.轴压加载系统由B1.轴向加载装置、B2.样品承台、B3.压力室下咬合板组成，B1.轴向加载装置、B2.样品承台、B3.压力室下咬合板为上下同轴心布置；B1.轴向加载装置由B1.1.轴压加载活塞、B1.2.1.T型样品夹具滑块一、B1.2.2.T型样品夹具滑块二、B1.2.3.T型样品夹具滑块三、B1.2.4.T型样品夹具滑块四组成，B1.1.轴压加载活塞为圆柱形，下端部开有4道呈90°分布的滑槽，滑槽内分别各有1个T型样品夹具滑块；B2.样品承台为圆柱形的可自动升降载物承压平台；B3.压力室下咬合板由对称分布的B3.1.压力室下咬合板一、B3.2.压力室下咬合板二组成。C.动力及控制系统由C1.高性能数字快速处置系统、C2.动力源系统、C3.伺服控制系统组成，C1.高性能数字快速处置系统与C3.伺服控制系统相连，C2.动力源系统与C3.伺服控制系统相连。以下对本专利技术的工作过程进一步说明：一、接通电源，打开C1.高性能数字快速处置系统。二、启动C1.高性能数字快速处置系统，检查调试A.非均布柔性围压加载系统、B.轴压加载系统、C2.动力源系统、C3.伺服控制系统的状态是否正常。三、检查通过后，C1.高性能数字快速处置系统控制B1.轴向加载装置升起，B3.1.压力室下咬合板一和B3.2.压力室下咬合板二打开，B2.样品承台下降，D.岩样放置B2.样品承台上后，B2.样品承台升起，B3.1.压力室下咬合板一和B3.2.压力室下咬合板二咬合关闭，B1.2.1.T型样品夹具滑块一、B1.2.2.T型样品夹具滑块二、B1.2.3.T型样品夹具滑块三、B1.2.4.T型样品夹具滑块四沿径向远离轴心方向滑动至最远端，B1.轴向加载装置下降至D.岩样上部，B1.2.1.T型样品夹具滑块一、B1.2.2.T型样品夹具滑块二、B1.2.3.T型样品夹具滑块三、B1.2.4.T型样品夹具滑块四沿径向靠近轴心方向滑动咬合固定D.岩样上部。四、C1.高性能数字快速处置系统控制A1.碳纳米管复合材料微型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非均布柔性压力室由非均布柔性围压加载系统、轴压加载系统、动力及控制系统组成；所述的非均布柔性围压加载系统由碳纳米管复合材料微型管、超细常规有压管道、细有压管道、正常直径有压管道、超微调压阀、调压阀、环境容器组成，碳纳米管复合材料微型管、超细常规有压管道、细有压管道、正常直径有压管道、超微调压阀、调压阀密封置于环境容器内；所述的环境容器由防腐绝热绝缘材料制成，用于模拟不同温度、湿度、溶液复杂环境条件；所述的碳纳米管复合材料微型管是采用碳纳米管复合材料制作的变直径微型空心管，碳纳米管复合材料微型管小直径端为封口式末端且紧贴于岩样表面，碳纳米管复合材料微型管大直径端外接超细常规有压管道，若干超细常规有压管通过超微调压阀汇聚于细有压管道，若干细有压管道通过调压阀汇聚于正常直径有压管道，正常直径有压管道与动力源系统相接，超微调压阀和调压阀与伺服控制系统相连，伺服控制系统通过控制超微调压阀和调压阀，将动力源系统的输出压力进行调节，进而在碳纳米管复合材料微型管小直径端形成不同的压力并直接作用于岩样表面，实现给岩样施加非均布荷载；碳纳米管复合材料微型管的变形通过高性能数字快速处置系统计算，借助碳纳米管复合材料微型管的弹性变形获得岩样不同部位的变形数据；所述轴压加载系统由轴压加载装置、样品承台、压力室下咬合板组成，轴压加载装置、样品承台、压力室下咬合板为上下同轴心布置；所述的轴压加载装置由轴压加载活塞和4个T型样品夹具滑块组成，轴压加载活塞为圆柱形，下端部开有4道呈90°分布的滑槽，滑槽内分别各有1个T型样品夹具滑块；所述的样品承台为圆柱形的可自动升降载物承压平台；所述的压力室下咬合板为对称分布的2块可自动控制的半月形咬合板；所述动力及控制系统由高性能数字快速处置系统、动力源系统、伺服控制系统组成，高性能数字快速处置系统与伺服控制系统相连，动力源系统与伺服控制系统相连。...

【技术特征摘要】
1.一种非均布柔性压力室由非均布柔性围压加载系统、轴压加载系统、动力及控制系统组成；所述的非均布柔性围压加载系统由碳纳米管复合材料微型管、超细常规有压管道、细有压管道、正常直径有压管道、超微调压阀、调压阀、环境容器组成，碳纳米管复合材料微型管、超细常规有压管道、细有压管道、正常直径有压管道、超微调压阀、调压阀密封置于环境容器内；所述的环境容器由防腐绝热绝缘材料制成，用于模拟不同温度、湿度、溶液复杂环境条件；所述的碳纳米管复合材料微型管是采用碳纳米管复合材料制作的变直径微型空心管，碳纳米管复合材料微型管小直径端为封口式末端且紧贴于岩样表面，碳纳米管复合材料微型管大直径端外接超细常规有压管道，若干超细常规有压管通过超微调压阀汇聚于细有压管道，若干细有压管道通过调压阀汇聚于正常直径有压管道，正常直径有压管道与动力源系统相接，超微调压阀和调压阀与伺服控制系统相连，伺服控制系统通过控制超微调...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘镇，周翠英，梁彦豪，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44