[发明专利]室内真三轴水压致裂地应力测试模拟方法及装置

权利要求书

1.一种室内真三轴水压致裂地应力测试模拟方法，其特征在于，包括：

对所述试样进行真三轴加载；

三维应力下钻造水压致裂钻孔；

对所述试样进行注水压裂；

对所述试样重复压裂。

2.如权利要求1所述的室内真三轴水压致裂地应力测试模拟方法，其特征在于，对试样进行真三轴加载包括：调整所述实验工作平台，安装所述试样至所述实验工作平台，启动预加载程序，通过伺服液压源为主框架的液压加载模块提供液压加载动力，并通过自动控制系统控制加载过程，利用测力模块的力和位移传感器记录力和位移量值，并反馈给控制系统实现系统实时调整与控制。加载保持时间结束并满足跳转条件后，自动启动真三轴围压加载，按照设置加载程序开始加载，且可以同时启动其他方向加载程序，加载至指定荷载后，程序自动启动保持荷载保持。

3.如权利要求1所述的室内真三轴水压致裂地应力测试模拟方法，其特征在于，真三轴加载条件下钻造水压致裂钻孔包括：采用本发明的模拟原位钻孔机构，利用小型钻机并配合特制小直径钻杆、钻头等，配合特制加长柱和带孔压板，使钻杆和钻头穿过试验机与试样接触，实现真三轴应力条件下的不同直径压裂孔的钻造。

4.如权利要求1所述的室内真三轴水压致裂地应力测试模拟方法，其特征在于，钻孔钻造结束后开展水压致裂及重复压裂包括：更换液体注入水道压盘，注水压裂，裂纹起裂及扩展监测，重复压裂，压裂结束后关闭加压泵并完全卸压；

其中，液体注入水道压盘需接通注液软管，并连接加压泵；

其中，裂纹起裂及扩展监测通过带声发射探头安装槽压板保证声发射探头与试样直接接触，扩展并引入声发射系统，监测裂缝在水压致裂不同工况下的起裂与扩展过程。

5.一种室内真三轴水压致裂地应力测试模拟装置，其特征在于，包括：

真三轴加载机构，包括：

轴向加载框架，固定于地面上；

第一横向加载框架，与所述轴向加载框架采用反力装置固定，且所述轴向加载框架与所述第一横向加载框架之间具有空间；

导轨，设置于所述轴向加载框架与所述第一横向加载框架之间；及

第二横向加载框架，设置于所述导轨上；

模拟原位钻孔机构，包括：

钻机、钻机操作台、特制钻杆和特制钻头，且所述特制钻杆和钻头穿过第一横向承力横梁、第一横向压盘和带孔压板作用于试样上；

孔压加载机构，包括：

特殊压力盒，待测试样安装于所述特殊压力盒中，且所述特殊压力盒放置于所述第二横向加载框架的中心处；及

加压泵；

测量控制机构，与所述真三轴加载机构和所述孔压加载机构电性连接；以及

数据采集机构，与所述真三轴加载机构、所述孔压加载机构和所述测量控制机构电性连接；

其中，所述测量控制机构用以控制所述真三轴加载机构对所述待测试样进行三轴加压，且所述测量控制机构还用以控制所述加压泵向所述待测试样中注液增压；

其中，所述数据采集机构用以采集所述真三轴加载机构对所述待测试样进行测试的数据。

6.如权利要求5所述的室内真三轴水压致裂地应力测试模拟装置，其特征在于，所述轴向加载框架包括：轴向下横梁及底座、轴向上横梁、轴向立柱、轴向紧固螺母、轴向自动找正球铰、轴向液压加载模块、轴向测力模块、轴向反力压盘和轴向反力承力台固定螺母；

其中，所述轴向下横梁及底座与地面固定连接，所述轴向立柱的一端竖直与所述轴向下横梁及底座固定连接，且所述轴向立柱的另一端竖直与所述轴向上横梁固定连接；

其中，所述轴向液压加载模块固定于所述轴向上横梁的中部，且所述轴向液压加载模块的下方与所述轴向自动找正球铰固定连接；

其中，所述轴向测力模块通过所述轴向反力承力台固定螺母与所述轴向下横梁及底座的上方固定连接，且所述轴向反力压盘固定于所述轴向测力模块的上方。