[实用新型]模拟深地复杂耦合条件的高精度流变试验机

说明书

本实用新型属于流变试验装置技术领域，具体提供了包括三轴流变试验机、单轴压缩流变试验机、单轴拉伸流变试验机的一系列模拟深地复杂耦合条件的高精度流变试验机，所述高精度流变试验机包括相互连接的试样安装组件、加载机构以及分别与试样安装组件、加载机构连接进行供液的液压站模块。本实用新型提供的高精度流变试验机，将负载自重形成的稳压荷载通过液压设备传递至试样，在稳压过程中不再需要电力保证施加荷载的恒定，适用于长历时稳载需求，不仅能够确保加载过程中施加小吨位或小应力到大吨位或大应力条件的连续，而且解决了保持长期加载条件下加载稳定性的问题，使测量更加便捷，测量结果更加可靠。

技术领域

本实用新型涉及流变试验机技术领域，具体的说，是包括三轴流变试验机、单轴压缩流变试验机、单轴拉伸流变试验机的一系列模拟深地复杂耦合条件的高精度流变试验机。

背景技术

任何材料在荷载作用下，随时间发展，均会不断发生变形；随温度增加，会导致材料在恒定荷载下的变形速率增加，从而导致材料力学性质劣化。而且，在水渗流作用下，会进一步加速材料变形和力学性质劣化进程。材料的流变特性直接决定了材料的长期力学性能，特别是对于深埋地下的岩体工程，围岩在深埋高温、高应力与高渗流压力等“三高”复杂耦合的强湿热环境下，岩石呈现更加显著的强流变时效特征，直接决定了工程围岩的长期稳定性，需要通过试验获得岩石可靠的流变力学特性，而其关键在于如何确保在测试过中测试条件的恒定。

岩石作为天然地质材料，深埋岩石工程的围岩通常是新鲜岩体，其承载能力通常较大，在侧向应力作用下，其承载能力大大提升，因此测试过程中不仅需要保证侧向应力恒定，更需要对沿试件竖向保证大吨位荷载恒定。受时间效应影响，在测试过程中，侧向应力或轴向荷载微小的波动，均会导致岩石长期流变变形发生显著突变性变化，该影响有可能会导致对被测试岩石的长期力学行为的误判。因此，如何保证实验开始后的长时间段测试过程中的前述测试条件恒定和不发生改变，是确保岩石流变试验成果有效性的关键。

目前，流变试验的轴向荷载多是通过电路控制或手动控制液压的方式施加大吨位荷载，并分别依靠电源电力保证施加荷载的恒定。然而，电源控制方式下，断电会导致加载中断；由于岩石是在持续发生变形，而液压加载由于不能及时向承载的压力腔体内补充液体介质，导致液体压力下降，从而引起施加的荷载降低，不能保证在长期加载条件下的荷载或应力恒定。此外，现有重力加载方式，主要依靠杠杆臂的力矩臂输出大吨位荷载，这又导致荷载是从特定某一值开始施加，无法实现同一个试件在试验过程中的低吨位小荷载到大吨位大荷载的连续施加。

综上可知，现有的实验方法不能确保流变试验过程中侧向应力和轴向荷载的恒定与可靠，以及荷载的连续施加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一系列能长历时稳载的高精度流变试验机，将负载自重形成的稳压荷载通过液压设备传递至试样，在稳压过程中不再需要电力保证施加荷载的恒定，适用于长历时稳载需求，不仅能够确保加载过程中施加小吨位或小应力到大吨位或大应力条件的连续，而且解决了保持长期加载条件下加载稳定性的问题，使测量更加便捷，测量结果更加可靠。

基于由负载自重形成稳压荷载并通过液压设备传递至试样这一相同技术构思，本实用新型提供了两大类能长历时稳载的高精度流变试验机的技术方案。

第一类：三轴流变试验机；

第二类：单轴流变试验机；又分为：单轴压缩流变试验机、单轴拉伸流变试验机。

本实用新型中“三轴流变试验机”与“单轴压缩流变试验机”的主要区别在于：三轴流变试验机可能根据实际需要向试样提供轴向加载、侧向加载。而“单轴压缩流变试验机”与“单轴拉伸流变试验机”的主要区别在于：单轴压缩流变试验机的试样安装组件主要是向试样提供使其进一步压缩的轴向载荷，单轴拉伸流变试验机的试样安装组件主要是向试样提供使其进一步拉伸的轴向载荷。

本实用新型通过下述技术方案实现。