[发明专利]一种温度影响下岩石裂隙蠕变试验系统

说明书

本发明涉及一种温度影响下岩石裂隙蠕变试验系统，包括主机框架、测试室、可动机构、渗流装置和位移监测装置；所述主机框架包括基座和加圧板，所述基座上安装测试室，所述测试室内放置用于测试的立方体岩石裂隙试样，所述试样顶部连接加圧板，所述加圧板上安装位移传感器。本发明具有良好密封性能，能够在不同应力、温度、渗透条件下测试岩石裂隙蠕变特性。

技术领域

本发明属于岩石力学领域，具体涉及一种温度影响下岩石裂隙蠕变试验系统。

背景技术

在实际工程中，岩石的蠕变特性是引起工程破坏与失稳的重要原因之一，研究岩石的蠕变特性对于岩体工程长期可靠度评估具有重要的意义。此外，蠕变应变随温度增大而增加，如在受地热影响或者核能影响的情况下，岩石的蠕变特性将产生较大变化，因此开展有关温度因素对岩石裂隙蠕变特性影响的研究具有实质性意义。在实验室开展关于岩石蠕变特性的实验研究不仅能够帮助我们深入了解岩石在不同温度条件、不同应力状态下的蠕变特性，还能为实际工程应用提供基础数据的支撑。

天然岩石内部常常含有裂隙并伴随着渗流等现象，这些裂隙是岩石中的薄弱面，对岩石整体的性质起着控制作用，有必要针对性地研究岩石裂隙的蠕变特性。然而，虽然目前已存在申请号为201510278202.7的中国发明专利申请《基于数字图像的三轴渗流应力温度蠕变耦合实验装置》，但此装置关注的是煤、岩块体在应力、温度作用下的蠕变特性，不能专门针对岩石裂隙在温度作用下的蠕变特性进行研究。此外，在地下水存在的情况下，岩石裂隙的蠕变特性将受到水-岩相互作用的影响，因此有必要在蠕变试验中考虑渗流的作用。

发明内容

本发明致力于开发一种温度影响下岩石裂隙蠕变试验系统，为了突破已有试验方法和装置无法考虑岩石裂隙的蠕变特性以及渗流和温度的共同作用的问题。

为实现上述目的，本发明具体公开的技术方案为：一种温度影响下岩石裂隙蠕变试验系统，包括主机框架、测试室、液压密封系统、渗流装置、位移监测装置、恒温装置；所述主机框架包括基座、顶板和加圧板，所述基座和顶板之间固定安装测试室，所述测试室内放置用于测试的立方体岩石裂隙试样，所述试样顶部连接加圧板，所述加圧板上安装位移传感器，所述试样位于恒温装置中。

进一步，所述测试室由前后左右4块侧板组成，所述侧板通过螺栓固定在基座和顶板之间。

进一步，所述液压密封系统包括橡胶套、油腔、输油管、油泵；橡胶套覆盖侧板的内侧，并在侧板和橡胶套之间预留一定空间作为油腔，侧板上预留孔洞连接输油管，输油管与油泵相连，通过油泵向油腔中注油，使橡胶套紧贴试样从而密封裂隙。

进一步，所述渗流装置包括由高强透明材料制成的前侧集水室和后侧集水室，水压传感器、流速传感器和水管；前侧板和后侧板中部留有长条形开口，前侧集水室通过螺栓安装在前侧板上，并包裹住开口，后侧集水室通过螺栓安装在后侧板上，并包裹住开口；前侧集水室上留有注水孔和水压测量孔，后侧集水室上留有出水孔和水压测量孔；流速传感器通过水管连接注水孔；水压传感器通过所述的位移监测装置。

进一步，所述水压传感器包括位移传感器、数据采集器和水管连接水压测量孔。

进一步，所述恒温装置顶板上留有开口便于千斤顶向顶板施加荷载，侧部留有开口用于从恒温箱中导出输油管和水管，开口处设有密封圈以保证恒温箱内的恒定温度。

进一步，所述位移监测装置包括位移传感器、应变片、数据采集器和电脑；位移传感器安装在加基座上，实时测量试样的位移；应变片贴在岩石裂隙试样的上下块体两侧，实时测量岩石块体的应变；位移传感器和应变片通过数据采集器和电脑连接以自动采集位移数据。

本发明的有益效果主要表现在：

一、可以精确测量岩石裂隙在不同温度、不同应力作用和不同渗流条件下的长期变形特性；