轮式THMC-岩石多功能试验仪及轮式岩石试验方法技术

一种轮式THMC‑岩石多功能试验仪及轮式岩石试验方法，涉及岩石力学试验领域。轮式THMC‑岩石多功能试验仪包括竖直设置的套筒，套筒、顶盖和底座共同形成围压室，围压室分别开设有进油孔和排气孔，顶盖上竖直插设有轴力加载杆，轴力加载杆的底端可施加向下的加载力，轴力加载杆内设置有流体通道，围压室内设置有可水平转动的转盘，随着转盘的转动，轴力加载杆的底端和流体通道指向转盘的不同位置，该轮式THMC‑岩石多功能试验仪能够装载多块岩石试样，完成不同岩石试样的介质温度‑渗流‑应力‑化学耦合试验，从而大幅提升岩石三轴试验的效率。本发明专利技术基于上述轮式THMC‑岩石多功能试验仪的轮式岩石试验方法简单，试验效率高。

【技术实现步骤摘要】
轮式THMC-岩石多功能试验仪及轮式岩石试验方法
本专利技术涉及岩石力学试验领域，具体而言，涉及一种轮式THMC-岩石多功能试验仪及轮式岩石试验方法。
技术介绍
岩石三轴试验是研究岩石力学的重要手段，它能比较完整地模拟岩土在原始地应力状态下的力学性能，是工程设计的重要依据。由于深部岩石处于复杂的应力状态，采矿工程中所遇到的岩体或矿体多处于三向应力状态，本身又是一种十分复杂的天然材料，在很多情况下,简单应力状态下的岩石应力试验不能完全反映工程实际中的岩体应力状态，必须充分认识复杂应力状态下岩石的力学性质。因此开展三轴状态下的岩石试验研究显得十分重要。岩石三轴试验机是研究岩石力学性质的基本试验设备，它可以应用于进行温度-应力-渗流-化学腐蚀(THMC)全耦合的岩石三轴流变试验，还可以进行THMC全耦合或局部耦合条件下的岩石常规三轴力学试验。现有的常规岩石三轴试验机的围压室中只能装载一块岩石试样，在测量该岩石试样的应力应变曲线的试验过程中，需要在围压室内充入液压油，试验结束再将围压室内的液压油抽出。测量不同岩石试样，则每次都需要很长时间装卸试样，而且每次都需要重新对围压室充卸围压，导致试验效率低下。在对不同岩石试样进行渗流测试时，同样需要不断的装卸试样，造成试验效率低下。因此，需要一种能够对不同的岩石试样进行测试且试验效果高的轮式岩石试验方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种轮式THMC-岩石多功能试验仪，其能够装载多块岩石试样，完成不同岩石试样的介质温度-渗流-应力-化学耦合试验，从而大幅提升岩石三轴试验的效率。本专利技术的目的在于提供一种轮式岩石试验方法，该方法简单，试验效率高。本专利技术的实施例是这样实现的：一种轮式THMC-岩石多功能试验仪，其包括竖直设置的套筒，套筒的顶口盖设有顶盖，套筒的底口盖设有底座，套筒、顶盖和底座共同形成围压室，围压室分别开设有进油孔和排气孔，顶盖上竖直插设有轴力加载杆，轴力加载杆的底端可施加向下的加载力，轴力加载杆内设置有流体通道，围压室内设置有可水平转动的转盘，随着转盘的转动，轴力加载杆的底端和流体通道指向转盘的不同位置。在本专利技术较佳的实施例中，上述转盘上设置有多个用于放置岩样的固定筒，固定筒沿转盘盘面的边沿设置，固定筒上设置有可与流体通道连通的渗流孔。在本专利技术较佳的实施例中，上述固定筒包括包裹于岩样周围的热缩套，以及设置于热缩套顶口的上压头、设置于热缩套底口的下压头。在本专利技术较佳的实施例中，上述上压头设置有第一渗流孔，第一渗流孔连通可与流体通道对接连通，下压头设置有第二渗流孔。在本专利技术较佳的实施例中，上述轴力加载杆的底端设置有流体通道，流体通道通过细钢管连通至围压室外。在本专利技术较佳的实施例中，上述顶盖包括一体成型的第一顶盖板和第二顶盖板，第一顶盖板盖在套筒的顶面上，第二顶盖板位于套筒内，第二顶盖与套筒螺纹固定为一体；底座包括一体成型的第一底座板和第二底座板，第一底座板盖在套筒的底面上，第二底座板位于套筒内，第二底座与套筒螺纹固定为一体。在本专利技术较佳的实施例中，上述进油孔位于底座上，排气孔位于顶盖上。一种基于上述轮式THMC-岩石多功能试验仪的轮式岩石试验方法，其包括以下步骤：S1、将不同岩样固定放置在转盘上的不同位置；S2、将顶盖、套筒和底座密封组成形成围压室，通过进油孔对围压室充入液压油，围压室内的油压至油压设定值时，停止充油；S3、通过轴力加载杆对其下方的岩样加载轴力至轴力设定值；S4、向岩样底部给定第一水压，流体通道与大气连通或通过流体通道向向岩样顶部给定第二水压，进行渗流试验；S5、控制转盘转动，使下一块岩样旋转至轴力加载杆的下方，重复步骤S3-S4的操作，直至完成对所有岩样的渗流试验。在本专利技术较佳的实施例中，将岩样用热缩套包裹就位于上压头和下压头之间，上压头设置有第一渗流孔，下压头设置有第二渗流孔，再将下压头就位在转盘上。在本专利技术较佳的实施例中，通过第二渗流孔向岩样底部给定第一水压；流体通道与其下方的第一渗流孔对接在一起。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术实施例的轮式THMC-岩石多功能试验仪包括竖直设置的套筒，套筒的顶口盖设有顶盖，套筒的底口盖设有底座，套筒、顶盖和底座共同形成围压室，围压室分别开设有进油孔和排气孔，顶盖上竖直插设有轴力加载杆，轴力加载杆的底端可施加向下的加载力，轴力加载杆内设置有流体通道，围压室内设置有可水平转动的转盘，随着转盘的转动，轴力加载杆的底端和流体通道指向转盘的不同位置，该轮式THMC-岩石多功能试验仪能够装载多块岩石试样，完成不同岩石试样的介质温度-渗流-应力-化学耦合试验，从而大幅提升岩石三轴试验的效率。本专利技术实施例的基于上述轮式THMC-岩石多功能试验仪的轮式岩石试验方法简单，试验效率高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术第一实施例提供的一种轮式THMC-岩石多功能试验仪的结构示意图；图2为图1的分解结构示意图；图3为固定筒的结构示意图；图4为本专利技术第二实施例提供的一种轮式岩石三轴试验系统的结构示意图。图标：100-轮式THMC-岩石多功能试验仪；110-套筒；120-顶盖；121-第一顶盖板；122-第二顶盖板；130-底座；131-第一底座板；132-第二底座板；141-进油孔；142-排气孔；150-轴力加载杆；160-转盘；170-固定筒；171-热缩套；172-上压头；173-下压头；174-第一渗流孔；175-第二渗流孔；180-流体通道；181-第一通孔；182-第二通孔；200-轮式岩石三轴试验系统；210-加载框架；220-轴向加载油缸。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮式THMC‑岩石多功能试验仪，其特征在于，其包括竖直设置的套筒，所述套筒的顶口盖设有顶盖，所述套筒的底口盖设有底座，所述套筒、所述顶盖和所述底座共同形成围压室，所述围压室分别开设有进油孔和排气孔，所述顶盖上竖直插设有轴力加载杆，所述轴力加载杆的底端可施加向下的加载力，所述轴力加载杆内设置有流体通道，所述围压室内设置有可水平转动的转盘，随着所述转盘的转动，所述轴力加载杆的底端和所述流体通道指向所述转盘的不同位置。

【技术特征摘要】
1.一种轮式THMC-岩石多功能试验仪，其特征在于，其包括竖直设置的套筒，所述套筒的顶口盖设有顶盖，所述套筒的底口盖设有底座，所述套筒、所述顶盖和所述底座共同形成围压室，所述围压室分别开设有进油孔和排气孔，所述顶盖上竖直插设有轴力加载杆，所述轴力加载杆的底端可施加向下的加载力，所述轴力加载杆内设置有流体通道，所述围压室内设置有可水平转动的转盘，随着所述转盘的转动，所述轴力加载杆的底端和所述流体通道指向所述转盘的不同位置。2.根据权利要求1所述的轮式THMC-岩石多功能试验仪，其特征在于，所述转盘上设置有多个用于放置岩样的固定筒，所述固定筒沿所述转盘盘面的边沿设置，所述固定筒上设置有可与所述流体通道连通的渗流孔。3.根据权利要求2所述的轮式THMC-岩石多功能试验仪，其特征在于，所述固定筒包括包裹于岩样周围的热缩套，以及设置于所述热缩套顶口的上压头、设置于所述热缩套底口的下压头。4.根据权利要求3所述的轮式THMC-岩石多功能试验仪，其特征在于，所述上压头设置有第一渗流孔，所述第一渗流孔连通可与所述流体通道对接连通，所述下压头设置有第二渗流孔。5.根据权利要求1所述的轮式THMC-岩石多功能试验仪，其特征在于，所述轴力加载杆的底端设置有所述流体通道，所述流体通道通过细钢管连通至所述围压室外。6.根据权利要求1所述的轮式THMC-岩石多功能试验仪，其特征在于，所述顶盖包括一体成型的第一顶盖板和第二顶盖板，所述第一顶盖板盖在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周辉，谢业统，卢景景，张传庆，胡大伟，刘小岩，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42