[发明专利]一种岩样的轴向恒加速度加载试验装置

说明书

本发明涉及岩样的轴向压缩装置，具体是一种岩样的轴向恒加速度加载试验装置，解决了传统实验室中使用的单轴压缩仪只提供匀速加载无法有效模拟深部岩层周期来压的问题，包括驱动系统、加载系统、检测系统和计算机数据采集系统，驱动系统、检测系统和加载系统均设置在机架上，驱动系统带动加载系统对试件提供压力，加速度传感器固定于所述双作用柱塞式液压缸的柱塞杆上并与计算机数据采集系统连接，液压缸柱塞杆与上承压垫块连接。本发明结构新颖、便于操作，通过设置在双作用柱塞式液压缸的柱塞杆上的加速度传感器可保证本试验装置的恒加速加载，可更接近真实的模拟原始地层条件下岩石受力状态及变化规律，具有广泛使用性。

技术领域

本发明涉及岩样的轴向压缩装置试验领域，具体是一种岩样的轴向恒加速度加载试验装置。

背景技术

随着我国深部矿产资源开采技术的发展，进一步掌握岩石变形特征对围岩变形数值模拟和稳定性分析有着重要意义。

匀速加载单轴压缩试验是通过使单位时间内的作用载荷线性变化以及加载装置匀速运动的方法逐渐让试件破坏的过程，该方法简洁地表明了岩石的某些变形特征，在一定程度上为生产安全提供了依据。然而它忽略了诸多实际因素，导致得到的数据、性质等存在较多缺陷。由于不同深度的岩层在受到扰动后，周期来压时的载荷作用速度是处于时刻变化状态的，导致岩石的破坏程度也是多变的。因此，研究变加载速度单轴压缩试验对实际生产安全具有重要意义。目前，实验室内的岩石单轴压缩试验方面，主要研究匀速加载对岩石的变化影响，对于恒加速度加载作用下岩石变形特征、破坏形式等的研究尚需完善。因此，在实验室中进行单轴压缩实验的过程中，如何有效模拟深部岩层周期来压的实际情况，将直接影响到由实验测得的参数的可信度，从而影响对岩石力学变形特征的认知，进一步地也会影响到依据这些参数进行的工程机构设计。

发明内容

本发明为了解决传统实验室中使用的单轴压缩仪只提供匀速加载无法有效模拟深部岩层周期来压的问题，提供了一种岩样的轴向恒加速度加载试验装置。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种岩样的轴向恒加速度加载试验装置，包括驱动系统、加载系统、检测系统和计算机数据采集系统，驱动系统、检测系统和加载系统均设置在机架上，驱动系统包括动力元件、控制元件、辅助元件、工作介质和执行元件的液压控制系统，动力元件为变量双向柱塞式液压泵，执行元件为双作用柱塞式液压缸，双作用柱塞式液压缸的缸体固定，液压系统中各元件均通过油管及管接头连接；驱动系统带动加载系统对试件提供压力，加载系统包括压力室，压力室设置在机架底板上，压力室为无盖圆筒形结构，压力室内底部设置有下承压垫块，下承压块上放置有试件，试件顶部设置有上承压垫块，压力室沿其径向不同高度开有若干应变检测孔；检测系统包括应变检测系统和加速度检测系统，应变检测系统包括径向应变组件和轴向应变组件，径向应变组件包括径向应变计和应变螺栓，应变检测孔内插接有应变螺栓，应变螺栓连接有径向应变计，径向应变计上端与试件接触连接，径向应变计下端与下承压垫块固定，轴向应变组件包括若干轴向应变计，轴向应变计上端与试件固定连接，轴向应变计下端与下承压垫块固定，下承压垫块侧面设置有应变接线口，应变接线口连接有与计算机数据采集系统相通的应变线；加速度检测系统包括加速度传感器，加速度传感器固定于所述双作用柱塞式液压缸的柱塞杆上并与计算机数据采集系统连接，液压缸柱塞杆与上承压垫块连接。

辅助元件包括送油阀、回油阀、油箱、滤油器、油管及管接头、蓄能器、密封件、高压球阀、压力计、压力表和油位油温计，所述压力计与计算机数据采集系统连接。

控制元件包括溢流阀、比例阀、单向阀、三位四通换向阀、背压阀，所述溢流阀进油口与液压泵连接，比例阀进油口与溢流阀连接，且同时与计算机数据采集系统连接，单向阀进油口与比例阀连接，三位四通换向阀进油口与单向阀连接，背压阀进油口与三位四通换向阀连接，连接均通过油管及管接头相接。

工作介质为油包水型乳化液。