本实用新型专利技术公开了一种岩石试样实验装置，属于岩石力学实验技术领域。一种岩石试样实验装置，包括：壳体、以及与壳体连接的加热组件、加压组件以及测试件；壳体包括沿竖直方向相互扣合并可拆卸连接的上壳体和下壳体；上壳体的顶部设有上压头，上压头贯穿上壳体的顶部并与上壳体滑动配合，上压头的侧壁设有限位凸起，并且限位凸起位于上壳体的内侧；下壳体的底部设有与上压头相对应的下压头。本实用新型专利技术能够模拟深部岩体高温、高应力、孔隙水压加压的真实赋存环境，获得岩体试样的变形及破坏情况，得到的测试数据偏差较小，从而能够为工程危险性评价和稳定性预测提供实验支撑。
【技术实现步骤摘要】
一种岩石试样实验装置
本技术涉及岩石力学实验
，具体涉及一种岩石试样实验装置。
技术介绍
在大坝修建、隧道开挖、深部资源开采等工程中都会遇到深部岩体力学问题，研究岩体与赋存环境交互作用是岩石力学一个重要研究方向，对工程危险性评价和稳定性预测等都具有重要的意义。在实际工程中，岩石往往直接与水接触，岩石在与水相互作用的同时还承受一定的水压。此外，随着埋深增加，岩体承受的地应力增大、地层温度明显升高，致使深层岩体表现为非线性、非可逆的力学特征。目前，在对岩石试样进行力学实验时，仅简单地对岩石试样进行加压，或者在浸水环境下对岩石试样加压，不能模拟深部岩体高温、高应力、水压等真实赋存环境，从而导致得到的实验数据存在较大偏差。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种岩石试样实验装置，以解决现有岩石力学实验不能完全模拟深部岩体所在的高温、高应力、水压等赋存环境，从而导致得到的实验数据存在较大偏差的问题。本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种岩石试样实验装置，包括：壳体、以及与壳体连接的加热组件、加压组件以及测试件；壳体包括沿竖直方向相互扣合并可拆卸连接的上壳体和下壳体；上壳体的顶部设有上压头，上压头贯穿上壳体的顶部并与上壳体滑动配合，上压头的侧壁设有限位凸起，并且限位凸起位于上壳体的内侧；下壳体的底部设有与上压头相对应的下压头。本技术的加热组件用于模拟高温环境，加压组件用于模拟孔隙水压环境，上、下压头与岩石试样的两端接触，通过实验机施加轴向载荷于上压头，用于模拟一定深埋岩石的应力状态，测试件用于测量岩石样品的轴向变形，从而模拟高温、高应力、水压的真实赋存环境，获得岩体试样的变形及破坏情况，得到的测试数据偏差较小，从而能够为工程危险性评价和稳定性预测提供理论支撑。此外，壳体呈两段式，便于岩石试样的取放，上压头的限位凸起能够避免上压头在压力的作用下与上壳体脱离而发生危险，两段式的壳体还能方便带有限位凸起的上压头及岩石试样的安装。进一步地，上述加热组件包括加热环和温度传感器，加热环套设在壳体的外侧，温度传感器设置在壳体远离加热环的位置。本技术加热环用于对壳体的内部温度进行加热，温度传感器用于测量壳体内部的温度，同时，温度传感器设置在壳体远离加热环的位置时，可以避免因为温度梯度而导致对壳体内的温度判断不准，同时，温度传感器的测温部件接近试样表面，以便真实的反应试件温度。进一步地，上述加压组件包括流体输入管和压力表，流体输入管与上壳体的内腔顶部连通，压力表设置在上壳体的顶部。本技术的流体输入管可以向壳体中输入水和气体，通过水和气体来调节壳体中的水压，加压容易并且水压变化平稳，有利于实验的进行。常规实验中，只对岩石试样施加水压，由于水不容易被压缩导致加压不容易或压力变化较小，不利于实验的进行。本技术在加压时，首先向壳体中注入水，直到淹没岩石试样或将壳体的内腔充满，然后向壳体的内部注入一定压力的气体，从而产生水压，由于水压变化平稳，并且气压变化缓慢，使得作用在岩石试样上的水压能够缓慢、平稳地增加，有利于实验的进行。进一步地，上述流体输入管上设有第一阀门和气体流量计。本技术的第一阀门和气体流量计用于控制流体的流速，特别是气体的流速，调整水压上升的速度。进一步地，上述测试件为直线位移传感器。本技术的直线位移传感器用于检测实验过程中试样的轴向位移。进一步地，上述岩石试样实验装置还包括流体输出管以及设置在流体输出管上的第二阀门，流体输出管与下壳体的内腔底部连通。本技术的流体输出管用于实验完成后排出壳体内的流体。进一步地，上述上壳体和下壳体之间的接触位置设有第一高温密封垫，上壳体与上压头之间的接触位置设有第二高温密封垫。本技术在各连接位置设置高温密封垫，确保在高温环境下，也能够进行密封，保证高温、高压环境下不会出现渗漏现象，确保实验的顺利进行。进一步地，上述下压头的顶部设有同心阶梯孔，所述同心阶梯孔内设有配套的垫块。本技术的同心阶梯孔用于放置不同规格的岩石试样，通过垫块对岩石试样底部进行支撑，从而可以对不同的岩石试样进行实验。进一步地，上述下压头的底部设有对中孔。本技术的对中孔用于与实验台的轴线定位销连接，确保岩石试样的中轴线与实验机压头的中轴线重合。本技术具有以下有益效果：(1)本技术能够模拟深部岩体高温、高应力、孔隙水压加压的真实赋存环境，获得岩体试样的变形及破坏情况，得到的测试数据偏差较小，从而能够为工程危险性评价和稳定性预测提供理论支撑。(2)本技术采用上、下壳体设计，拆装简单、连接稳定、密封可靠，岩石实验的取放简单、快捷，各部件不会在压力的作用下而脱离，降低了在高温、压力状态下的危险性，此外，相对于“盖-桶结构”，上下壳体的设计在加压过程中分散了盖及盖-桶密封处的局部压力，改进了装置的稳定性和密封性。(3)本技术加热组件的设置，可以避免因为温度梯度而导致对壳体内的温度判断不准。(4)本技术在进行孔隙水压加压时，由于水压变化平稳，并且气压变化缓慢，使得作用在岩石试样上的水压能够缓慢、平稳地增加，有利于实验的进行。附图说明图1为本技术的岩石试样实验装置的结构示意图；图2为本技术的岩石试样实验装置在对岩石试样进行实验时的结构示意图。图中：10-上壳体；11-上压头；12-限位凸起；20-下壳体；21-下压头；22-同心阶梯孔；23-对中孔；24-垫块；31-加热环；32-温度传感器；41-流体输入管；42-压力表；43-第一阀门；44-气体流量计；51-流体输出管；52-第二阀门；60-第一高温密封垫；70-第二高温密封垫；80-凸耳；81-连接螺栓；90-岩石试样。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。实施例请参照图1，一种岩石试样实验装置，包括：壳体，以及分别设置在壳体上的加热组件、加压组件、测试件以及流体输出组件。加热组件用于模拟高温环境；加压组件用于向壳体中输入流体模拟压力环境；测试件用于测量岩石样品的轴向变形；流体输出组件用于试验完成后排出壳体内的流体；通过外部试验机可以对壳体内的岩石试样进行轴向加压，模拟岩石内部的高应力。通过模拟高温、高应力、孔隙水压加压的真实赋存环境，获得岩体试样的变形及平破坏情况，得到的测试数据偏差较小，从而能够为工程危险性评价和稳定性预测提供理论支撑。壳体包括从上到下依次设置的上壳体10和下壳体20，上壳体10和下壳体20均一端开口，并且上壳体10与下壳体20的开口处扣合。上壳体10和下壳体20的开口边缘处均设有凸耳80，上壳体10与下壳体20扣合后，通过连接螺栓81将上壳体10和下壳体20连接在一起，同时上壳体10与下壳体20接触的位置设有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种岩石试样实验装置，其特征在于，包括：壳体、以及与所述壳体连接的加热组件、加压组件以及测试件；所述壳体包括沿竖直方向相互扣合并可拆卸连接的上壳体(10)和下壳体(20)；所述上壳体(10)的顶部设有上压头(11)，所述上压头(11)贯穿所述上壳体(10)的顶部并与所述上壳体(10)滑动配合，所述上压头(11)的侧壁设有限位凸起(12)，并且所述限位凸起(12)位于所述上壳体(10)的内侧；所述下壳体(20)的底部设有与所述上压头(11)相对应的下压头(21)。/n
【技术特征摘要】
1.一种岩石试样实验装置，其特征在于，包括：壳体、以及与所述壳体连接的加热组件、加压组件以及测试件；所述壳体包括沿竖直方向相互扣合并可拆卸连接的上壳体(10)和下壳体(20)；所述上壳体(10)的顶部设有上压头(11)，所述上压头(11)贯穿所述上壳体(10)的顶部并与所述上壳体(10)滑动配合，所述上压头(11)的侧壁设有限位凸起(12)，并且所述限位凸起(12)位于所述上壳体(10)的内侧；所述下壳体(20)的底部设有与所述上压头(11)相对应的下压头(21)。
2.根据权利要求1所述的岩石试样实验装置，其特征在于，所述加热组件包括加热环(31)和温度传感器(32)，所述加热环(31)套设在所述壳体的外侧，所述温度传感器(32)设置在所述壳体远离所述加热环(31)的位置。
3.根据权利要求1所述的岩石试样实验装置，其特征在于，所述加压组件包括流体输入管(41)和压力表(42)，所述流体输入管(41)与所述上壳体(10)的内腔顶部连通，所述压力表(42)设置在所述上壳体(10)的顶部。
4.根据权利要求3所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，王栋，任利，张雨露，张安林，欧阳吉，张朝鹏，周学军，艾婷，林之恒，张茹，张羽军，张泽天，
申请(专利权)人：四川大学，中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川;51
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