[发明专利]一种岩石拉压环剪渗流试验仪

摘要

本发明属于岩石力学试验装置技术领域，公开了一种岩石拉压环剪渗流试验仪，包括：基座、上下剪切盒、第一、第二框架、轴向加载系统、扭矩加载系统以及渗流结构；第一框架固定在基座上，第二框架固定在第一框架上；下剪切盒固定在基座上；上剪切盒与下剪切盒相对设置并分别开设环形上试样槽及环形下试样槽；扭矩加载系统与轴向加载系统的输出端相连；渗流结构包括：围压套筒、密封圈、进水通路以及出水通路；围压套筒固定在下剪切盒上，密封圈设置在上剪切盒外壁上；进水通路以及出水通路分别设置在上剪切盒与下剪切盒上，与两者间的空腔连通。本发明提供了一种多应力路径的岩石拉压环剪渗流试验仪。

主权项

1.一种岩石拉压环剪渗流试验仪，其特征在于，包括：基座、下剪切盒、上剪切盒、第一框架、第二框架、轴向加载系统、扭矩加载系统以及渗流结构；所述第一框架固定在所述基座上，所述第二框架固定在所述第一框架上；所述轴向加载系统固定在所述第二框架上，所述上剪切盒固定在所述轴向加载系统输出端；所述扭矩加载系统固定在所述第一框架上；所述下剪切盒固定在所述基座上；所述上剪切盒与所述下剪切盒相对设置；所述上剪切盒上开设环形上试样槽，所述下剪切盒上开设与之匹配的环形下试样槽，通过上剪切盒与下剪切盒形成环形试样槽结构，从而保证剪切力处于圆环形试样柱的切线方向；所述扭矩加载系统与所述轴向加载系统的输出端相连，用于施加水平扭矩；其中，所述渗流结构包括：围压套筒、密封圈、进水通路以及出水通路；所述围压套筒固定在所述下剪切盒上，所述密封圈设置在所述上剪切盒外壁上；所述进水通路以及所述出水通路分别设置在所述下剪切盒与所述上剪切盒上，与两者间的空腔连通，获得沿剪切面垂直方向裂隙的渗流特性；所述轴向加载系统包括：轴向施力组件以及轴向活塞杆；所述轴向施力组件固定在所述第二框架上；所述轴向活塞杆与所述轴向施力组件相连，用于传递轴向拉力和压力；所述活塞杆顶端与所述上剪切盒固定相连；所述扭矩加载系统包括：水平施力组件、水平推拉连杆以及齿轮盘；所述齿轮盘中心处开设环套固定结构，套接在所述轴向活塞杆上；所述水平施力组件通过水平连杆与所述齿轮盘相连，驱动所述齿轮盘以所述轴向活塞杆为转轴转动，并拉动所述轴向活塞杆转动；其中，所述水平推拉连杆上设置与所述齿轮盘匹配啮合的齿；所述扭矩加载系统还包括：水平导向滑轨以及与之匹配的滑块；所述水平推拉杆与所述滑块固定相连，可跟随滑块沿所述水平导向滑轨水平移动；所述环套固定结构包括：限位结构以及滚珠排；所述限位结构固定在所述齿轮盘与所述轴向活塞杆之间，用于限制两者水平方向上的相对位移；所述滚珠排设置在所述齿轮盘与所述轴向活塞杆之间，用于实现齿轮盘与所述轴向活塞杆在轴向上的相对滑动；所述轴向活塞杆中部设置成正多边形外缘面，所述限位结构采用与之匹配的正多边形限位孔；所述滚珠排嵌于所述正多边形限位孔与所述正多边形外缘面之间；所述扭矩加载系统还包括：齿轮盘限位结构；所述齿轮盘限位结构设置在所述第一框架和所述第二框架之间，夹在所述齿轮面两侧，限制其轴向位移；在所述上剪切盒以及所述下剪切盒内，与试样接触的面上开设凸台；所述轴向施力组件采用轴向液压千斤顶以及第一液压伺服泵，所述水平施力组件采用水平液压千斤顶和第二液压伺服泵；所述第一框架和所述第二框架上均设置与所述轴向活塞杆匹配的滑套，分别套接在所述轴向活塞杆的上部和下部，限制其摆幅。