[发明专利]一种渗流—疲劳耦合负载试验装置及方法

权利要求书

1.一种渗流—疲劳耦合负载试验装置，其特征在于：包括用于数据采集和分析的数控系统、三轴压力室、向三轴压力室内泵送液压油以便给放置在三轴压力室内的试样提供设定围压的围压循环液压系统、向试样泵送渗透水的水泵、对渗透水进行计量的计量装置、垂直动态疲劳作动器、用于支撑垂直动态疲劳作动器的框架、驱动垂直动态疲劳作动器动作的加载循环液压系统、设置在三轴压力室底部的用于支撑试样的垫块、设置在试样顶部的用于将垂直动态疲劳作动器的载荷传递至试样的传力构件。

2.根据权利要求1所述的渗流—疲劳耦合负载试验装置，其特征在于：所述三轴压力室的两端分别设置有与三轴压力室的内部均连通的围压入口和围压出口，所述围压循环液压系统分别通过液压油管路与围压入口和围压出口连通。

3.根据权利要求2所述的渗流—疲劳耦合负载试验装置，其特征在于：所述三轴压力室的底部和垫块的内部形成渗透水流入通道，三轴压力室的外壁设置有与渗透水流入通道连通的渗透水入口，所述渗透水入口通过水流管路与水泵连通；所述传力构件的内部形成渗透水流出通道，传力构件的外壁设置有与渗透水流出通道连通的渗透水出口，所述渗透水出口通过水流管路与计量装置连通。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的渗流—疲劳耦合负载试验装置，其特征在于：所述数控系统包括数据采集模块、数据处理模块和计算机控制模块。

5.根据权利要求4所述的渗流—疲劳耦合负载试验装置，其特征在于：还包括用于围压压力实时采集的围压传感器。

6.根据权利要求5所述的渗流—疲劳耦合负载试验装置，其特征在于：所述渗透水入口和渗透水出口处均设置有水压传感器。

7.根据权利要求6所述的渗流—疲劳耦合负载试验装置，其特征在于：所述加载循环液压系统包括加载油泵、液压控制装置、油温报警器、油位报警器、滤油器和滤油器堵塞报警器。

8.根据权利要求7所述的渗流—疲劳耦合负载试验装置，其特征在于：所述传力构件包括相匹配的传力杆和上球状接头块。

9.根据权利要求8所述的渗流—疲劳耦合负载试验装置，其特征在于：所述计量装置为电子天平。

10.一种采用如权利要求1所述的装置进行试验的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，制样：设定岩石试样尺寸后将岩石试样在水中浸泡使其达到水饱和；

步骤二，装样：在岩石试样外部套置热缩管，并用密封件将热缩管和岩石试样之间进行密封，将密封好的岩石试样放入三轴压力室，使岩石试样的顶部和底部分别通过传力构件和垫块进行夹持固定；

步骤三，施加围压：装样完成后，通过围压循环液压系统给三轴压力室液压充油，使岩石试样处于预设的围压之中；

步骤四，施加轴向压力：通过加载循环液压系统给试件施加周期性的轴向压力，使试件逐步达到疲劳极限；

步骤五，施加渗透水压并计量渗流水量：通过水泵向岩石试样施加渗透水压，渗流水量的数据由计量装置实时采集和计量；

步骤六，卸载拆样：排净三轴压力室内的液压油后打开三轴压力室、拆除岩石试样，试验完毕。