[发明专利]基于温差-热流的受载岩石导热系数测试方法

权利要求书

1.基于温差-热流的受载岩石导热系数测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，将立方体试样（10）置于弹性压力盒内；弹性压力盒包括6个压头（41），6个压头（41）两两位于X轴、Y轴、Z轴方向上；

6个压头（41）分别与立方体试样（10）的6个面接触，至少其中一个压头（41）的前端设有电加热元件（31），每个压头（41）前端设孔装有热流传感器和温度传感器；

S2，利用压头（41）对立方体试样（10）进行加载，加载过程中或加载停止时给其中一个压头（41）上的电加热元件（31）通电，使立方体试样（10）的其中一个方向的相对侧产生温度差；

通过所述热流传感器测量热流量，通过温度传感器测量立方体试样（10）表面温度值；

S3，基于立方体试样（10）在所述其中一个方向的厚度、所述热流量、所述温度值，计算得到导热系数。

2.根据权利要求1所述的基于温差-热流的受载岩石导热系数测试方法，其特征在于：X轴方向的两个压头（41）中的至少一个压头（41）的前端设有电加热元件（31）；

Y轴方向的两个压头（41）中的至少一个压头（41）的前端设有电加热元件（31）；

Z轴方向的两个压头（41）中的至少一个压头（41）的前端设有电加热元件（31）；

测试单一方向的导热系数时，其余方向的电加热元件（31）不工作；通过测试X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的导热系数，获得试样的三维导热系数。

3.根据权利要求1或2所述的基于温差-热流的受载岩石导热系数测试方法，其特征在于：前端设电加热元件（31）的压头（41）的前端设有加热垫块（6），所述加热垫块（6）与压头（41）之间设槽（61）安装所述电加热元件（31）；

加热垫块（6）对应所述热流传感器、温度传感器的位置有通孔；所述加热垫块（6）的通孔中装有导热垫（410），前端不设加热垫块（6）的压头（41）的前端孔中装有导热垫（410），热流传感器、温度传感器位于导热垫后端。

4.根据权利要求3所述的基于温差-热流的受载岩石导热系数测试方法，其特征在于：所述热流传感器和温度传感器集成在一个探头上。

5.根据权利要求1所述的基于温差-热流的受载岩石导热系数测试方法，其特征在于：所述S1中，用至少8个弹性金属片（42）将所述6个压头（41）连接在一起。

6.根据权利要求1所述的基于温差-热流的受载岩石导热系数测试方法，其特征在于：同一轴向方向的两个压头（41）之间设有位移检测机构（5），通过位移检测机构（5）检测出立方体试样（10）在所述其中一个方向的变形量；

所述S3中的立方体试样（10）的厚度为受载前立方体试样（10）的厚度与所述变形量之差。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的基于温差-热流的受载岩石导热系数测试方法，其特征在于：所述弹性压力盒内可操作地置于加热舱内；

所述S2中，先通过加热舱的加热元件给整个腔体加温，然后再通过压头（41）上的电加热元件（31）加温实现对侧温差。

8.根据权利要求7所述的基于温差-热流的受载岩石导热系数测试方法，其特征在于：所述加热舱包括6个加热壁板（12）和6个对接压头（2），加热壁板（12）内装有电加热元件（31），6个对接压头（2）分别装于其中一个加热壁板（12）的通孔中并可相对于加热舱轴向活动；

6个对接压头（2）两两位于X轴、Y轴、Z轴方向上，分别与其中一个压头（41）的后端对接，6个对接压头（2）的厚度外露于加热壁板（12）；

所述S2中，外力作用于对接压头（2）后端，通过对接压头（2）、压头（41）将力传递给立方体试样（10）。