工业CT机配套动静组合加载岩石破裂表征试验装置及方法制造方法及图纸

技术编号:24405927 阅读:34 留言:0更新日期:2020-06-06 07:08
本发明专利技术提供一种工业CT机配套动静组合加载岩石破裂表征试验装置及方法,属于岩土力学技术领域。该装置包括轴压系统、围压系统、旋转系统和扫描系统。轴压系统对样品实现轴向动静组合应力扰动加载,围压系统对试样施加围压,旋转系统中通过转台带动试验机旋转,扫描系统通过一系列不同角度的扫描,获得被扫描物的吸收系数,进行三维成像。本发明专利技术利用工业CT扫描技术,实时观测岩石在动静组合应力扰动下的细观损伤和动态破裂演化过程,对岩石的破裂演化过程进行可视化、数字化表征。本发明专利技术中压力室采用特殊材料碳纤维,具有强度高、密度小优点,在满足功能需求下改善了X射线穿过压力室时射线能量衰减情况,并且压力室三轴缸壁承受加载反作用力。

Test equipment and method for rock fracture characterization under dynamic static combined loading with industrial CT machine

【技术实现步骤摘要】
工业CT机配套动静组合加载岩石破裂表征试验装置及方法
本专利技术涉及岩土力学
,特别是指一种工业CT机配套动静组合加载岩石破裂表征试验装置及方法。
技术介绍
随着浅部矿产资源的减少,越来越多的金属矿山趋向深部发展。深部硬岩矿山不但地应力大、储能高,而且由于埋深跨度大,为了保证开采强度,通常进行多中段多矿房同时作业,地下矿房层层叠叠,各类出矿、采掘、爆破作业连续不断。在深部采场,随着大药量炸药崩矿,厚大矿体被采出,留下高应力围岩和大面积空区。由于原岩平衡状态被打破,围岩内应力转移、裂纹扩展、失稳破坏异常活跃。另外,从受力的角度分析,任何一个采场的落矿及其工程开挖扰动都会导致整个采矿系统的应力重分布,这一动态过程也会引起岩体贮存能量的变化,并极易诱发岩石片帮、冒落,甚至岩爆等一系列动力灾害。深部岩石在开采(开挖)前处于三维静应力作用状态,开采及开挖活动相对于深部岩石的初始静力状态来说,均可看作动力扰动,因此从本质上说深部岩石在开采活动中始终承受动静组合载荷作用。因此研究岩石在动静组合载荷下的细观损伤和动态破裂演化过程具有重大意义。岩石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业CT机配套动静组合加载岩石破裂表征试验装置,其特征在于:包括试验机底座(1)、轴压系统、围压系统、旋转系统和扫描系统,轴压系统包括上油缸刚体(11)、上油缸上盖(12)、上油缸下盖连接板(5)、上油缸活塞(10)、下油缸下盖(3)、下油缸上盖连接板(6)、下油缸筒(2)、下油缸刚体和下油缸活塞(4),围压系统包括压力室(7)、内置压力传感器(9)、外置压力传感器(16)、上压头(19)、下压头(20)、提升油缸升降杆(23)、提升油缸底座(22)和提升油缸横梁(24),旋转系统包括转台(15)、上旋转滑环定子(13)、上旋转滑环转子(14)、下旋转滑环定子(17)和下旋转滑环转子(...

【技术特征摘要】
1.一种工业CT机配套动静组合加载岩石破裂表征试验装置,其特征在于:包括试验机底座(1)、轴压系统、围压系统、旋转系统和扫描系统,轴压系统包括上油缸刚体(11)、上油缸上盖(12)、上油缸下盖连接板(5)、上油缸活塞(10)、下油缸下盖(3)、下油缸上盖连接板(6)、下油缸筒(2)、下油缸刚体和下油缸活塞(4),围压系统包括压力室(7)、内置压力传感器(9)、外置压力传感器(16)、上压头(19)、下压头(20)、提升油缸升降杆(23)、提升油缸底座(22)和提升油缸横梁(24),旋转系统包括转台(15)、上旋转滑环定子(13)、上旋转滑环转子(14)、下旋转滑环定子(17)和下旋转滑环转子(18),扫描系统包括X射线发射机(26)、X射线探测器(34)、传动电机(29)、传动减速机(31)、传动电机座(30)、传动轴承座(33)、传动丝杠(32)、垫铁(25)和竖直机架。


2.根据权利要求1所述的工业CT机配套动静组合加载岩石破裂表征试验装置,其特征在于:所述转台(15)置于试验机底座(1)上,通过下旋转滑环定子(17)和下旋转滑环转子(18)连接,转台(15)上与下油缸下盖(3)连接,下油缸下盖(3)置于下油缸筒(2)下部,下油缸筒(2)上部放置下油缸上盖连接板(6),下油缸上盖连接板(6)上部为压力室(7),压力室(7)下部设置下压头(20),下压头(20)上方对应设置上压头(19),压力室(7)上方设置上油缸刚体(11),上油缸刚体(11)下部为上油缸下盖连接板(5),上油缸刚体(11)上部为上油缸上盖(12),上油缸上盖(12)上部设置上旋转滑环转子(14)和上旋转滑环定子(13)。


3.根据权利要求1所述的工业CT机配套动静组合加载岩石破裂表征试验装置,其特征在于:所述下油缸筒(2)内下部设置下油缸活塞(4),上部设置压力室活塞(8),上油缸刚体(11)内设置上油缸活塞(10)。


4.根据权利要求1所述的工业CT机配套动静组合加载岩石破裂表征试验装置,其特征在于:所述下油缸筒(2)外部安置外置压力传感器(16),压力室(7)内部上方设置内置压力传感器(9)。


5.根据权利要求1所述的工业CT机配套动静组合加载岩石破裂表征试验装置,其特征在于:所述上压头(19)和下压头(20)之间放置样品(21)。


6.根据权利要求1所述的工业CT机配套动静组合加载岩石破裂表征试验装置,其特征在于:所述提升油缸底座(22)通过提升油缸升降杆(23)连接提升油缸横梁(24),横跨在试验机底座(1)上方,提升油缸横梁(24)中部留孔,上旋转滑环转子(14)安装在孔内。


7.根据权利要求1所述的工业CT机配套动静组合加载岩石破...

【专利技术属性】
技术研发人员:王宇易雪枫任俊宇兰刘庆李搏胡志强
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:北京;11

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