[发明专利]在岩石试件内辅助施加非均匀孔压场的装置及试验方法

权利要求书

1.在岩石试件内辅助施加非均匀孔压场的装置，其特征在于：包括入射装置、连接管（5）、水压泵（6）和单轴岩石试验机（7）；

所述入射装置包括由上自下依次设置的双通螺母（1）、定位卡套（2）、六角空心螺栓（3）和入射钢管（4），且双通螺母（1）、定位卡套（2）、六角空心螺栓（3）和入射钢管（4）共轴线；

所述双通螺母（1）内具有螺纹孔，所述螺纹孔由内径不等的两部分组成，双通螺母（1）的上部分为小螺纹孔（11），双通螺母（1）的下部分为大螺纹孔（12）；

所述定位卡套（2）为圆环形结构，定位卡套（2）位于大螺纹孔（12）内，定位卡套（2）的外壁与大螺纹孔（12）内壁密封配合；

所述六角空心螺栓（3）的螺栓头（31）朝下，六角空心螺栓（3）的螺栓柱（32）位于大螺纹孔（12）内，螺栓柱（32）与大螺纹孔（12）螺纹密封连接，螺栓柱（32）的上端与定位卡套（2）的下端相抵；

所述入射钢管（4）的上端穿过六角空心螺栓（3）和定位卡套（2）位于大螺纹孔（12）内，入射钢管（4）与六角空心螺栓（3）间隙配合，入射钢管（4）与定位卡套（2）固定连接，入射钢管（4）的内径与小螺纹孔（11）的内径相等；

所述连接管（5）的一端位于小螺纹孔（11）内，连接管（5）与小螺纹孔（11）螺纹密封连接，连接管（5）的另一端与水压泵（6）的出水端连接；

试验时，入射钢管（4）远离六角空心螺栓（3）的一端位于岩石试件（8）内部，所述单轴岩石试验机（7）用于对岩石试件（8）施加轴向压力。

2.如权利要求1所述的在岩石试件内辅助施加非均匀孔压场的装置，其特征在于：所述定位卡套（2）外壁的中间部分为圆弧状的弧形壁（21），定位卡套（2）外壁上下边缘的直径均小于弧形壁（21）的最大直径，且定位卡套（2）外壁靠近两端的部分为斜面壁（22），所述弧形壁（21）与大螺纹孔（12）内壁密封配合。

3.如权利要求2所述的在岩石试件内辅助施加非均匀孔压场的装置，其特征在于：所述入射钢管（4）外壁位于六角空心螺栓（3）下方的部分设有细牙螺纹（41）。

4.如权利要求3所述的在岩石试件内辅助施加非均匀孔压场的装置，其特征在于：所述入射钢管（4）的内壁光滑无毛刺。

5.在岩石试件内辅助施加非均匀孔压场的试验方法，其特征在于：该试验方法使用如权利要求4所述的装置，包括如下步骤：

S1：在岩石试件（8）的一侧开凿钻孔，钻孔的孔径大于入射钢管（4）的外径；

S2：将入射钢管（4）有螺纹的一端放入岩石试件（8）上开凿的孔洞中；

S3：在入射钢管（4）与岩石试件（8）的孔洞之间的缝隙填充密封胶（9），室温静置至密封胶（9）完全固化；

S4：将岩石试件（8）放置到单轴岩石试验机（7）的加载平台上，控制单轴岩石试验机（7）的压头向下移动对岩石试件（8）施加预压力使岩石试件（8）的位置固定；

S5：预设水压泵（6）的最大输出压力，所述最大输出压力小于S4中单轴岩石试验机（7）对岩石试件（8）施加的预压力；

S6：启动水压泵（6），水压泵（6）通过连接管（5）和入射装置以恒定速率或恒定流量向岩石试件（8）内持续注入高压流体，当水压泵（6）的输出压力达到最大输出压力时，水压泵（6）保持最大输出压力；

S7：控制单轴岩石试验机（7）的压头持续向下移动对岩石试件（8）施加轴向压力，试验员观察岩石试件（8）的破损情况和水压泵（6）的输出压力，当岩石试件（8）外表面出现裂缝且水压泵（6）的输出压力下跌时，控制单轴岩石试验机（7）的压头停止下移；

S8：关闭水压泵（6），记录试验过程中单轴岩石试验机（7）对岩石试件（8）施加压力的最大值，完成试验。

6.如权利要求1所述的在岩石试件内辅助施加非均匀孔压场的试验方法，其特征在于：所述S2中，在将入射钢管（4）有螺纹的一端放入岩石试件（8）上开凿的孔洞中之前，在入射钢管（4）有螺纹的一端靠近管口的位置套设橡皮圈（10），且在橡皮圈（10）上缠绕防水胶带。

7.如权利要求1所述的在岩石试件内辅助施加非均匀孔压场的试验方法，其特征在于：所述S3中密封胶（9）为环氧树脂AB胶。