一种适用于分离式霍普金森杆的岩石高温剪切试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于分离式霍普金森杆的岩石高温剪切试验装置及方法，包括高温围压加载单元和SHPB动态加载单元，高温围压加载单元的刚性保温框架向内依次嵌套有电阻加热圈、包裹在柔性致密金属丝网布内的碳化硅颗粒和岩石试样；柔性致密金属丝网布通过连接管与伺服压力机连接，内部填充的碳化硅颗粒可实现温度的快速传导和对试样的压力均匀施加；圆盘形岩石试样的两侧分别接触实心入射杆和空心透射杆组成装置的SHPB动态加载单元。本发明专利技术了解决现有技术中无法在对试样动态剪切加载的同时同步施加高温和围压的限制的问题，同时在围压施加时为试样提供水平约束力，避免冲击作用下试样移动造成的应力波不平衡。

A rock high temperature shear test device and method for split Hopkinson bar

【技术实现步骤摘要】
一种适用于分离式霍普金森杆的岩石高温剪切试验装置及方法
本专利技术属于高温岩石冲击剪切试验
，尤其涉及一种适用于分离式霍普金森杆的岩石高温剪切试验装置和试验方法。
技术介绍
许多深部岩石工程都涉及到高温，例如地下煤气化、核废料存储、地下火灾、干热岩开发等。由于深地应力环境复杂，伴随人类的爆破等活动，岩体常受到动力扰动的影响，动力冲击扰动下的剪切破坏是一种常见的岩体失稳原因。目前研究岩石动力学性质的主要装置是分离式霍普金森压杆，但传统的分离式霍普金森压杆不具备高温条件下的冲击剪切试验功能，因此为了研究高温岩石工程中岩体在冲击剪切作用下的特性，亟需开发一种适用于分离式霍普金森杆的岩石高温剪切试验装置和方法。现有的高温霍普金森压杆装置，例如CN208223987U、CN110296898A等均为热辐射式加热，受热辐射效率的限制不能快速升温，不能对试样施加围压，也不能对试样施加动态剪切力。此外其它对岩石进行动态剪切的已公开的试验装置和方法，例如CN108204918A、CN107796711A、CN11005769本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于分离式霍普金森杆的岩石高温剪切试验装置，其特征在于：包括高温围压加载单元和SHPB动态加载单元；/n所述高温围压加载单元的刚性保温框架(1)内由外到内依次嵌套有加热元件(2)、包裹在柔性金属网袋(4)内的碳化硅颗粒(3)和岩石试样(5)，所述刚性保温框架(1)上设有作用于所述碳化硅颗粒(3)的伺服压力机(7)；/n所述SHPB动态加载单元的入射杆(8)和透射杆(9)分别对准所述岩石试样(5)相对的两端。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于分离式霍普金森杆的岩石高温剪切试验装置，其特征在于：包括高温围压加载单元和SHPB动态加载单元；
所述高温围压加载单元的刚性保温框架(1)内由外到内依次嵌套有加热元件(2)、包裹在柔性金属网袋(4)内的碳化硅颗粒(3)和岩石试样(5)，所述刚性保温框架(1)上设有作用于所述碳化硅颗粒(3)的伺服压力机(7)；
所述SHPB动态加载单元的入射杆(8)和透射杆(9)分别对准所述岩石试样(5)相对的两端。


2.根据权利要求1所述的岩石高温剪切试验装置，其特征在于：所述伺服压力机(7)沿所述岩石试样(5)周向均布；
所述柔性金属网袋(4)通过连接管(6)与所述伺服压力机(7)的活塞杆端滑动连接，所述连接管(6)内填充有碳化硅颗粒(3)。


3.根据权利要求2所述的岩石高温剪切试验装置，其特征在于：所述刚性保温框架(1)侧部开孔供所述连接管(6)穿过，两端开孔供所述入射杆(8)和透射杆(9)穿过。


4.根据权利要求3所述的岩石高温剪切试验装置，其特征在于：所述刚性保温框架(1)与所述连接管(6)固定连接。


5.根据权利要求1所述的岩石高温剪切试验装置，其特征在于：所述加热元件(2)为刚性电阻加热圈。


6.根据权利要求5所述的岩石高温剪切试验装置，其特征在于：所述电阻加热圈内设有感温元件，所述电阻加热圈的电压大小由计算机根据感温元件的温度自动调整，以实现温度的恒定保持。


7.根据权利要求1-6任一项所述的岩石高温剪切试验装置，其特征在于：所述碳化硅颗粒(3)粒径小于1mm；
所述柔性金属网袋(4)的金属丝直径小于0.5mm且孔径小于0.5mm。


8.根据权利要求1-6任一项所述的岩石高温剪切试验装置，其特征在于：所述透射杆(9)为空心杆体结构，且其外径与所述岩石试样(5)的直径一致，内径大于所述入射杆(8)的直径。


9.根据权利要求1-6任一项所述的岩石高温剪切试验装置，其特征在于，所述岩...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹土兵，李樯，李夕兵，陶明，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43