高温高渗化学耦合下真三向动静组合剪切实验设备和方法技术

一种高温高渗化学耦合下真三向动静组合剪切实验设备和方法，属于岩石室内加载试验技术领域，包括液压系统、渗流耦合系统、环形框架、框架底座、侧向水平支撑平台、侧向浮动框架、法向动静组合加载油缸、侧向动静组合加载油缸、切向静压加载油缸、切向扰动加载油缸、高温箱、真三向高渗高温剪切盒；本发明专利技术创新性设计了全新的动静组合加载油缸，首次实现了真三向应力下岩体结构面三个方向动静组合加载，同时本发明专利技术还具有真三向动静应力场、高温、高渗透和化学腐蚀等复杂多场耦合作用功能，填补了多场复杂耦合条件下岩体结构面真三向动静组合剪切实验设备缺乏的空白。合剪切实验设备缺乏的空白。合剪切实验设备缺乏的空白。

【技术实现步骤摘要】
高温高渗化学耦合下真三向动静组合剪切实验设备和方法


[0001]本专利技术涉及岩石室内加载试验
，具体是一种高温高渗化学耦合下真三向动静组合剪切实验设备和方法。

技术介绍

[0002]天然岩体中孕育着大量结构面及断层带，极大地改变了岩体的完整性，影响工程岩体稳定性，并且地下工程中岩体常处于真三向高应力、高温度、高渗透水压、扰动荷载的“三高一扰动”复杂环境中，同时酸雨环境下水沿着结构面渗流侵蚀，岩体更易沿着结构面处加速变形从而失稳，进而形成塌方、深层断裂、岩爆等工程灾害，直接影响工程的施工进程，带来较大经济损失和威胁作业人员的安全，因此，需要对复杂环境多因素耦合下岩体结构面特性进行研究。
[0003]目前的岩石剪切实验设备，大多数只能满足常规直剪试验，即只考虑了切向和法向两个方向应力，侧向应力为零，这显然与地下工程岩体结构面所处的真三向应力环境不符。目前只有极少岩石剪切设备具备真三向静力条件下的岩石剪切功能，但针对动静组合荷载作用下岩石真三轴剪切功能还存在较大空白，且未有考虑切向、法向和侧向三个方向同时施加动静组合荷载的岩石剪切实验本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温高渗化学耦合下真三向动静组合剪切实验设备，其特征在于，包括液压系统、渗流耦合系统及主体加载系统；所述主体加载系统分别与液压系统和渗流耦合系统相连，通过液压系统控制主体加载系统对试样进行加载，通过渗流耦合系统向主体加载系统的真三向高渗高温剪切盒内供水完成试样的高温高渗化学耦合。2.根据权利要求1所述的一种高温高渗化学耦合下真三向动静组合剪切实验设备，其特征在于：所述主体加载系统包括框架底座，所述框架底座后端设置侧向水平支撑平台，框架底座上表面通过螺栓固定安装有环形框架，环形框架内腔下表面与侧向水平支撑平台上表面等高齐平，并在环形框架的内腔下表面铺设有延伸至侧向水平支撑平台上的滑轨，所述侧向浮动框架通过滑块滑动安装于滑轨之上，所述环形框架上部通孔内固定安装有法向动静组合加载油缸，环形框架的前后边通孔内分别固定安装有切向扰动加载油缸和切向静压加载油缸，所述侧向浮动框架结构为U型整体框架，侧向浮动框架的右端通孔内固定安装有侧向动静组合加载油缸，侧向动静组合加载油缸左端与侧向右压头连接，侧向浮动框架中间的竖向通孔内固定有法向下压头，侧向浮动框架的左端内部固定安装有与侧向右压头正对设置的侧向左压头，所述高温箱置于侧向浮动框架的正中，高温箱的上下前后左右六个面的中心均设有通孔，所述法向下压头穿过高温箱的底部通孔，侧向左压头穿过高温箱的左面通孔，侧向右压头穿过高温箱的右面通孔，所述切向静压加载油缸的切向后压头和切向扰动加载油缸的扰动杆分别对应穿过高温箱的后面通孔和前面通孔，所述真三向高渗高温剪切盒位于高温箱内且安装于高温箱内的法向下压头之上，法向上压头穿过高温箱顶面的通孔置于真三向高渗高温剪切盒顶部。3.根据权利要求2所述的一种高温高渗化学耦合下真三向动静组合剪切实验设备，其特征在于：所述法向动静组合加载油缸和侧向动静组合加载油缸结构相同，均包括动静前缸盖板、所述动静前缸盖板与第一缸筒固定连接组成静压油缸缸腔，静压油缸缸腔内安装静压活塞组成静压加载油缸，所述静测力传感器与静压活塞前端相连；所述第二缸筒前端延伸至第一缸筒内侧，且与第一缸筒固定连接，所述后缸盖板与第二缸筒后端固定连接组成扰动油缸缸腔，扰动活塞的前端穿过第二缸筒和静压活塞内部置于第二缸筒内组成扰动加载油缸，所述动测力传感器与扰动活塞前端相连，在所述动静前缸盖板和扰动活塞上分别安装有静压位移传感器和扰动位移传感器。4.根据权利要求2所述的一种高温高渗化学耦合下真三向动静组合剪切实验设备，其特征在于：所述切向静压加载油缸包括静压前缸盖板，所述静压前缸盖板和静压缸筒固定连接组成切向静压加载油缸缸腔，切向静压加载油缸缸腔内安装有静压活塞，且静压活塞穿过静压前缸盖板上的通孔并通过连接法兰与静力传感器连接，且静力传感器与切向后压头相连，且静压缸筒上安装有位移传感器。5.根据权利要求2所述的一种高温高渗化学耦合下真三向动静组合剪切实验设备，其特征在于：所述切向扰动加载油缸包括扰动缸筒，所述扰动缸筒两端分别安装有扰动前缸盖板和扰动后缸盖板，且扰动前缸盖板和扰动后缸盖板的法兰之间通过沿周向设置的连接柱连接将扰动缸筒固定组成扰动加载油缸缸体，所述连接柱上固定安装有将切向扰动加载油缸固定安装在环形框架上的连接法兰，所述扰动缸筒内安装有扰动活塞，扰动活塞两端分别穿出扰动前缸盖板和扰动后缸盖板的中心，扰动活塞通过其上的法兰与测力传感器连接，测力传感器前端与扰动杆相连。
6.根据权利要求1所述的一种高温高渗化学耦合下真三向动静组合剪切实验设备，其特征在于：所述液压系统包括静态油源、动态油源和伺服阀，所述静态油源和动态油源结构相同，所述静态油源的液压泵出油口通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志，苏国韶，罗操，江权，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：