[实用新型]一种可模拟岩层破断的真三轴试验机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种煤矿地下开采工程领域，特别涉及一种可模拟岩层破断的真三轴试验机。

背景技术

真三轴试验机主要用于研究岩石在不同围压作用下的变形破坏机理，包括最大主应力、中间主应力、最小主应力方向上的加载与卸载。于常规三轴试验机不同的是，常规三轴试验机中间主应力与最小主应力大小相同，而真三轴试验机则可实现中间主应力与最小主应力不等，该特征决定了其可用于研究不同围压下岩石的破坏机理。

但是，现有的真三轴试验机无法用来研究煤层开采过后岩层的变形破坏机理，这是因为现有的真三轴试验机前后、左右、上下不存在单面上的加卸载，故不符合煤层开采过后岩层的受力情况，无法模拟岩层随煤层开采的动态受力变形破断过程，不能很好地指导煤矿地下安全生产。

发明内容

本实用新型针对现有真三轴试验机的不足，提供了一种可模拟岩层破断的真三轴试验机，考虑了煤层开采的动态过程，可用于模拟煤层开采过程中，基本顶的变形破断以及底板有效隔水岩层的屈服破坏过程。其采用的技术方案如下：

可模拟岩层破断的真三轴试验机，包括上、下加压活塞，左、右加压活塞，左、右加压垫块，左、右固定钢槽，前、后加压活塞，前、后加压垫板，所述左、右加压活塞与左、右垫块接触，左、右垫块与试件左、右表面接触，可实现试件左右方向上的加卸载，前、后加压活塞与前、后加压垫板相连，前、后加压垫板与试件前、后表面接触，实现试件前后方向上的加卸载，上、下加压活塞与试件上、下表面接触，实现试件上下方向的加卸载，故该试验机可用于试件的三轴加卸载试验，可模拟煤层开采前岩层的受力状态。

所述各上、下加压活塞可实现单个加卸载，保持试件处在三向压缩状态，即开采前岩层的受力状态，然后保持左、右与前、后加压活塞的压力值不变，并保持上加压活塞压力值不变，沿开采方向（由左到右或由右到左）依次卸载四个下加压活塞，由于上加压活塞的加载作用，则试件会发生变形破断，可模拟煤层开采过程中基本顶的变形破断过程。

所述各上、下加压活塞可实现单个加卸载，保持试件处在三向压缩状态，即开采前岩层的受力状态，然后保持左、右与前、后加压活塞的压力值不变，并保持下加压活塞压力值不变，沿开采方向（由左到右或由右到左）依次卸载四个上加压活塞，由于下加压活塞的加载作用，则试件会发生屈服破坏，产生裂隙，可模拟煤层开采过程中，底板有效隔水岩层受高承压水作用屈服破坏的过程。

所述各上、下加压活塞可实现单个加卸载。将试件在水平方向上进行分段，通过控制上、下各加压活塞的加载压力以及加卸载状态，使不同分段受到的应力水平不同，从而可研究试件在不均匀应力状态下的变形破坏机理。

本实用新型具有如下优点：不仅具有真三轴试验机三轴压缩与卸载的功能，还可模拟煤层开采顶板的破断以及底板有效隔水岩层的破坏过程，更加符合现场开采实际，可进一步指导实际中煤矿的安全开采。

附图说明

图1：可模拟岩层破断的真三轴试验机基本结构示意图；

图2：可模拟岩层破断的真三轴试验机前后加压装置结构示意图；

图3：可模拟岩层破断的真三轴试验机左右加压装置结构示意图；

符号说明

1.1号上加压活塞，2. 2号上加压活塞，3. 3号上加压活塞，4. 4号上加压活塞，5. 右固定钢槽，6. 右加压活塞，7. 右加压垫块，8. 前加压垫板，9. 4号下加压活塞，10. 3号下加压活塞，11. 前加压活塞，12. 2号下加压活塞，13. 1号下加压活塞，14. 左加压垫块，15. 左加压活塞，16. 左固定钢槽，17. 试件，18.后加压活塞，19.后加压垫板。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明：