[发明专利]一种岩石多场耦合蠕变试验装置

说明书

本发明属于煤矿开采试验设备技术领域，具体是一种岩石多场耦合蠕变实验装置。包括导线孔、进油孔、底座、下加载杆、上加载杆、内腔体、导向柱和上盖，底座下方分别布置有导线孔和进油孔，底座中心固定下加载杆，加载杆两侧分别为进油管和腔内测量柱，进油管与进油孔连通，下加载杆内设置有导线管道，导线管道以及腔内测量柱均与导线孔连通，导向立柱装配在底座和上盖之间，上盖下侧固定有内腔体，上盖一侧布置抽排气孔道，抽排气孔道与内腔体内部连通，上盖中心设有上加载杆，上加载杆内部设置有进气管道，进气管道与进流体孔连通，上加载杆和下加载杆之间设置试件。本发明减小了腔体孔道的个数，保证了腔体的密封性。

技术领域

本发明属于煤矿开采试验设备技术领域，具体是一种岩石多场耦合蠕变实验装置。

背景技术

随着煤矿开采深度的不断增加，地质环境呈现出更加的复杂性，主要表现为“三高一扰动”，即高地应力、高温度、高渗透压和强烈的开采扰动，随着人们对深部地下空间的进一步研究，深部岩石力学问题成为了近年来研究的焦点，为了搞清楚深部岩石的力学行为和特征，经常会通过岩石力学实验的手段来进行研究，面对地下复杂的高温、高压和高渗透性的多场耦合环境来说，在实验室里完全模拟出这样复杂的环境状态是不现实的，一般通过一些岩石力学实验装置尽可能的模拟出研究所需要的环境状态，然后将岩石试件置于这样的环境下，通过力学实验的手段对其进行相关的研究。

近年来对于多场耦合环境下岩石的力学性能方面有诸多的研究，一般常见的耦合有流-固耦合、化学-应力耦合、热-流-固耦合以及THMC耦合，而岩石的多场耦合一般就是在温度场、应力场和渗流场的叠加作用下，对岩石的力学性能、骨架结构变化、渗流通道等方面进行观测研究，例如高温高压下岩石的渗流试验等；而蠕变的概念就是指在保持环境状态不变的条件下，将试件置于其中经过很长时间的作用，来进一步观察材料的物理力学性能变化情况，常见的蠕变试验有应力松弛试验、高温高压蠕变试验、持久强度试验等；岩石多场耦合蠕变实验一方面要求持续的时间比较长，同时所处的环境状态必须保持一致；另一方面要在实验室里模拟出温度-流体-应力-化学耦合场，同时要保持在长时间的试验过程中各个耦合场的参数随时间不产生变化；可以看出岩石多场耦合蠕变试验要想实现并且达到良好的试验效果，对所处环境的要求和其随时间的变化要求很高，这就增加了试验装置研发的难度。

目前存在的试验装置只考虑了部分技术问题，高温高压试验装置、应力-渗流试验装置等没有对蠕变试验的时间因素进行总体考量，并且在长时间的试验过程中存在着漏气、降压的现象，试件所处的环境不稳定，试验过程中操作复杂、装置密封性能差、试验过程数据不稳定的缺点，为了解决上述问题实现岩石多场耦合蠕变试验，本文提出一种岩石多场耦合蠕变试验装置可以以较低的成本，简单的加工工艺、实现试验过程中密封性能好、试件所处内环境长期稳定的功能，并且试验数据精确稳定可靠、可应用范围广适应性好。在目前现有的公开文献中，还未能获得相关技术的报道。

发明内容

本发明为了解决岩石在温度-流体-应力-化学多种耦合场共同作用，岩石试件所处的环境参量保持长期不变的条件下进行蠕变试验，保证装置密封效果好、试验过程稳定、实验数据精度高、应用范围广且适应性好的问题，提供一种岩石多场耦合蠕变实验装置。

本发明采取以下技术方案：一种岩石多场耦合蠕变实验装置，包括导线孔、进油孔、底座、下加载杆、上加载杆、内腔体、导向柱和上盖，底座下方分别布置有导线孔和进油孔，底座中心固定下加载杆，加载杆两侧分别为进油管和腔内测量柱，进油管与进油孔连通，下加载杆内设置有导线管道，导线管道以及腔内测量柱均与导线孔连通，导向立柱装配在底座和上盖之间，上盖下侧固定有内腔体，上盖一侧布置抽排气孔道，抽排气孔道与内腔体内部连通，上盖中心设有上加载杆，上加载杆内部设置有进气管道，进气管道与进流体孔连通，上加载杆和下加载杆之间设置试件。

进一步的，内腔体包括由腔体壁板围成的试验空腔，腔体壁板内设有电热丝，电热丝外侧设置保温石棉，电热丝与保温石棉用板隔开，电热丝与温控接线柱连接。