[发明专利]岩石全刚性真三轴系统及深部岩体温度应力耦合模拟系统

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，具体而言，涉及岩石全刚性真三轴系统及深部岩体温度应力耦合模拟系统。

背景技术

真三轴应力路径模拟是研究岩石力学特性的重要实验手段之一，而在高温条件下进行应力路径模拟实验研究对研究深部特殊工程地质条件下的岩石力学特性具有非常重要的意义。而伴随着近些年页岩气、深层地热等资源的开采，迫切的需要一种可在高温下模拟不同高地应力状态的装置，这对现今实验原理及实验仪器都提出了不小的挑战。目前大多数用来模拟应力状态的岩石真三轴实验仪器都是采用复合加载方式，即轴向加载为刚性板，另外两侧四面均采用柔性板，或其中对应两面用刚性板，另外一对应两面使用柔性板，这就需要在压力室内注入液压油对岩石试样实现围压的加载，因此无法模拟在200℃以上的高温地下环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种岩石全刚性真三轴系统，其通过刚性的加载方式能实现在800℃的环境下进行应力路径模拟实验研究，并能在高温情况下保证模拟实验的可靠性。

本发明的另一目的在于提供一种深部岩体温度应力耦合模拟系统，其通过刚性的加载方式能实现800℃的环境下进行应力路径模拟实验研究，并能在高温情况下保证模拟实验的可靠性。

本发明提供一种技术方案：

一种岩石全刚性真三轴系统，包括刚性真三轴系统和温控系统，所述刚性真三轴系统包括第一加载轴、第二加载轴、第三加载轴和驱动系统，所述第一加载轴、所述第二加载轴和所述第三加载轴两两垂直，所述驱动系统分别连接于所述第一加载轴、所述第二加载轴和所述第三加载轴，以使得所述驱动系统能分别驱动所述第一加载轴沿所述第一加载轴的延伸方向移动、所述第二加载轴沿所述第二加载轴的延伸方向移动或者所述第三加载轴沿所述第三加载轴的延伸方向移动，以使所述第一加载轴、所述第二加载轴或者所述第三加载轴能挤压所述试验样品，所述温控系统用于贴合于所述试验样品的外侧并向所述试验样品加热。

进一步地，所述驱动系统包括第一驱动件、第二驱动件和第三驱动件，所述第一驱动件连接于所述第一加载轴，所述第二驱动件连接于所述第二加载轴，所述第三驱动件连接于所述第三加载轴。

进一步地，所述刚性真三轴系统还包括装盛组件，所述装盛组件用于装盛所述试验样品，所述装盛组件设置于所述第一加载轴、所述第二加载轴和所述第三加载轴之间，所述第一加载轴能沿所述第一加载轴的延伸并挤压所述装盛组件以挤压所述试验样品，所述第二加载轴能沿所述第二加载轴的延伸并挤压所述装盛组件以挤压所述试验样品，所述第三加载轴能沿所述第三加载轴的延伸并挤压所述装盛组件以挤压所述试验样品。

进一步地，所述装盛组件包括第一承压件、第二承压件和第三承压件，所述第一承压件、所述第二承压件和所述第三承压件相互固定连接，并且所述第一承压件、所述第二承压件和所述第三承压件相互靠近的侧面两两垂直，所述第一承压件、所述第二承压件和所述第三承压件相互靠近的侧面分别朝向所述第一加载轴、所述第二加载轴和所述第三加载轴。

进一步地，所述装盛组件还包括第一施压件、第二施压件和第三施压件，所述第一施压件用于贴合于所述试验样品相对于所述第一承压件的侧面，所述第一加载轴通过所述第一施压件挤压所述试验样品；所述第二施压件用于贴合于所述试验样品相对于所述第二承压件的侧面，所述第二加载轴通过所述第二施压件挤压所述试验样品；所述第三施压件用于贴合于所述试验样品相对于所述第三承压件的侧面，所述第三加载轴通过所述第三施压件挤压所述试验样品。

进一步地，所述第一承压件和所述第一施压件相靠近的侧面相互平行，所述第二承压件和所述第二施压件相靠近的侧面相互平行，所述第三承压件和所述第三施压件相靠近的侧面相互平行。

进一步地，所述温控系统包括柔性加热保温套和温控柜，所述柔性加热保温套用于贴合于所述试验样品的外侧，所述温控柜连接于所述柔性加热保温套，所述温控柜用于调节所述柔性加热保温套内的温度。

进一步地，所述柔性加热保温套包括柔性加热层和柔性保温层，所述柔性加热层用于贴合于所述试验样品的外侧，并且所述柔性加热层连接于所述温控柜，所述柔性保温层贴合于所述柔性加热层相对于所述试验样品的外侧。