[发明专利]一种可测试岩石导热系数的真三轴试验装置

权利要求书

1.一种可测试岩石导热系数的真三轴试验装置，包括σ1方向加载系统、σ2方向加载系统、σ3方向加载系统；所述σ1方向加载系统包括垂直加载活塞(2)、上压头(12)；所述σ2方向加载系统包括泵动加载部分(5)、手动加载部分(6)；所述σ3方向加载系统包括输油管道(19)；所述垂直加载活塞(2)设置于所述上压头(12)正上方，在岩石试样(15)上端设置有所述上压头(12)、下端设置有底座(3)、左右两端分别设置有水平压头(13)；

所述泵动加载部分(5)右连接于左轴杆(7)左端，所述左轴杆(7)穿过围压室侧壁、且位于所述水平压头(13)侧方；所述手动加载部分(6)左连接于右轴杆(8)右端，所述右轴杆(8)穿过围压室侧壁、且位于所述水平压头(13)侧方；

所述垂直加载活塞(2)位于上座(1)内，所述垂直加载活塞(2)上部横向两端与所述上座(1)内壁滑动连接、且下部轴向向下伸出上座底端出口(11)；围压室上、下两端分别通过螺杆连接所述上座(1)、所述底座(3)，所述底座(3)设置有端口；

所述岩石试样(15)外部包裹有橡胶套(14)，所述橡胶套(14)下端、上端分别套装在第一台阶(31)顶部、所述上压头(12)下方；所述橡胶套(14)上下两端分别设置有箍紧环(20)；

所述输油管道(19)设置于测试空间(4)下部、且从第二台阶(32)顶部向下延伸并经90°折弯至所述第二台阶(32)外侧壁，所述输油管道(19)与液压伺服泵连接；

所述的可测试岩石导热系数的真三轴试验装置的工作过程如下：

制备岩石试样(15)，岩石试样(15)为正方形底面的矩形体，上压头(12)正方形底面，与岩石试样(15)底面尺寸相同；分别在岩石试样(15)底部设置沿轴向向上延伸的安装孔(17)，岩石试样(15)侧面贴应变片，将热探针(16)置于岩石试样(15)的中心孔(17)中，热探针(16)的数据线从扁槽(18)内引出，与侧面应变片数据线一起通过排线通道(10)与数据控制及采集系统相连；用橡胶套(14)套上岩石试样(15)及上压头(12)下端和第一台阶(31)，并用箍紧环(20)卡紧；将垂直加载活塞(2)放在上座(1)内，将上座(1)连同围压室放置于底座(3)上，并用螺杆连接；左轴杆(7)、右轴杆(8)分别与σ2方向加载系统连接并穿过围压室侧壁、且位于所述水平压头(13)侧方；输油管道(19)与液压伺服泵连接，试验开始前关闭排气通道、输油通道(11)；当加载水平力σ2时，先通过旋转手轮推动手动加载部分(6)，使右轴杆(8)左进与水平压头(13)贴近；然后再操作泵动加载部分(5)，使左进杆(7)右进与水平压头(13)贴近，对岩石试样施加水平力σ2至设定值；当加载水平力σ3时，打开排气通道(9)和输油管道(19)，通过液压伺服泵向输油管道(19)输送液压油，直至液压油流出排气通道(9)时，关闭排气通道(9)，加载水平力σ3至设定值；当加载轴向力σ1时，通过轴向加载系统对垂直加载活塞(2)施加使之作用在上压头(12)至设定值；当需要测定岩石试样导热系数时，停止加载，保持一定的应力状态，通过热探针(16)测试岩石试样导热系数；试验结束时，依次卸掉三相应力σ1、σ2、σ3；移开σ2方向加载系统，取出上座(1)与围压室，拆除岩石试样(15)，拿出热探针(16)。

2.根据权利要求1所述的一种可测试岩石导热系数的真三轴试验装置，其特征在于：所述水平压头(13)侧面与所述岩石试样(15)的侧面尺寸相同。

3.根据权利要求1或2所述的一种可测试岩石导热系数的真三轴试验装置，其特征在于：岩石试样(15)为正方形底面的矩形体。

4.根据权利要求3所述的一种可测试岩石导热系数的真三轴试验装置，其特征在于：上压头(12)的底面为正方形、且与岩石试样(15)的底面尺寸相同。

5.根据权利要求4所述的一种可测试岩石导热系数的真三轴试验装置，其特征在于：底座(3)从上至下设置为第一台阶(31)、第二台阶(32)、第三台阶(33)；围压室内部形成为测试空间(4)，围压室侧壁上方设置有由内向外与外界相通的排气通道(9)。