[发明专利]可用于多相耦合的动静联合加载岩石试验机及试验方法

权利要求书

1.可用于多相耦合的动静联合加载岩石试验机，其特征在于，由可视化围压加载室模块、气压控制模块、动力加载模块、恒容模块四部分组成；

所述的可视化围压加载室模块为一个外方内圆的钢桶式结构；钢桶式结构内部形成加载室；在钢桶式结构顶部设有一个穿过其顶部进入到加载室内的压头，压头内设有解吸通道，压头的底部设有与解吸通道连通的面式解析槽，在钢桶式结构内设有一个与所述面式解析槽上下相对的面式填充槽；在钢桶式结构的底板上设有试件填充口和围压口；

所述的气压控制模块分别与试件填充口、围压口、解吸通道相连，通过围压口将气体引入密封的加载室实现模拟围压地应力功能；通过试件填充口将气体引入到加载室内对试件定量充气；通过解吸通道使解吸气体由顶部面式解吸槽进入压头内部实现吸附解吸定量测试；

所述的动力加载模块为所述的压头提供动力；

所述的恒容模块安装在可视化围压加载室模块的顶部，其包括两个恒容活塞，在压头下压或上升，将带动两端的恒容活塞一起联动，使得轴向加压过程中反应室的容积恒定以排除压强改变对试验过程的干扰。

2.如权利要求1所述的可用于多相耦合的动静联合加载岩石试验机，其特征在于，所述的气压控制模块包括一个阀块，在所述的阀块上设有阀块解吸通道、试件充填通道、充围压通道、卸围压通道、压力传感器和安全溢流阀，

所述的解吸通道一端连接截止阀，另一端通过管路与压头内的压头解吸通道口连接，将解吸气体引入阀块解吸通道内从而实现含试件解吸时的压力采集；

所述的试件充填通道一端连接截止阀，另一端通过管路与试件充填口连接，实现对试件的气体充填；

所述的充围压通道一端连接截止阀，另一端通过管路与围压口连接，实现对加载室内的气体充填以模拟水平应力；

所述的卸围压通道一端连接截止阀，另一端和充围压通道合并，并通过对应管路与围压口连接，实现对加载室内气体的卸载以模拟不同梯度的水平应力；

所述的压力传感器安装在阀块上与各通道联通，实现对解吸压力、充填压力、加载室围压压力的实时采集与监控；

所述的安全溢流阀起到意外因素下压力超过安全值时的自动卸压功能，所述的截止阀起到关闭和切断气源功能。

3.如权利要求1所述的可用于多相耦合的动静联合加载岩石试验机，其特征在于，在动力冲击试验时，所述的动力加载模块包括支架、传力杆和冲击砝码，所述传力杆设置在支架上，所述冲击砝码由若干不同质量的圆环状钢块组成。

4.如权利要求1所述的可用于多相耦合的动静联合加载岩石试验机，其特征在于，在静载试验时，所述的动力加载模块为伺服压力机。

5.如权利要求1所述的可用于多相耦合的动静联合加载岩石试验机，其特征在于，所述的恒容模块还包括两个支架，所述的两个支架通过横梁与压头固定连接，在所述的两个恒容活塞分别安装在支架上与所述的压头一起下压或上升；且所述的两个恒容活塞的截面积之和等于压头伸入顶板部分的横截面积，从而避免因压头升降造成容积改变造成试验干扰，其恒容活塞设有密封凹槽用于放置密封圈保证气密性。

6.如权利要求1所述的可用于多相耦合的动静联合加载岩石试验机，其特征在于，所述的钢桶式结构的四个侧面，其中三个侧面分别为 透明窗体，一个侧面安装后门；其顶部的顶板底部的底板通过四根立柱将加载室压紧形成密闭空间，在所述加载室内可安装各类监测装置并通过底板的传感器引线通道引出实现试验过程中试件各物理力学参数的实时监测。

7.如权利要求1所述的可用于多相耦合的动静联合加载岩石试验机，其特征在于，所述的加载室上下两端与顶底板接触面及后门开口位置均设有密封凹槽用于放置密封圈实现钢结构压紧后的密封作用。

8.如权利要求6所述的可用于多相耦合的动静联合加载岩石试验机，其特征在于，所述窗体上安装钢化高硼硅玻璃，钢化高硼硅玻璃的上下表面均粘贴圆环状石棉垫圈与玻璃一同内嵌在窗体内组成可视化窗口可实现试验过程的可视化观察。