CN107014690A - 一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置及方法 - Google Patents

一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107014690A
CN107014690A CN201710183372.6A CN201710183372A CN107014690A CN 107014690 A CN107014690 A CN 107014690A CN 201710183372 A CN201710183372 A CN 201710183372A CN 107014690 A CN107014690 A CN 107014690A
Authority
CN
China
Prior art keywords
loading
actuator
load
dynamic
frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710183372.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107014690B (zh
Inventor
冯夏庭
张希巍
孔瑞
杨成祥
彭帅
石磊
姚志宾
田军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeastern University China
Original Assignee
Northeastern University China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeastern University China filed Critical Northeastern University China
Priority to CN201710183372.6A priority Critical patent/CN107014690B/zh
Priority claimed from US15/558,958 external-priority patent/US10324014B2/en
Publication of CN107014690A publication Critical patent/CN107014690A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107014690B publication Critical patent/CN107014690B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
    • G01N3/12Pressure testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/32Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
    • G01N3/36Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces generated by pneumatic or hydraulic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014Type of force applied
    • G01N2203/0026Combination of several types of applied forces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/003Generation of the force
    • G01N2203/0042Pneumatic or hydraulic means
    • G01N2203/0048Hydraulic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058Kind of property studied
    • G01N2203/0069Fatigue, creep, strain-stress relations or elastic constants
    • G01N2203/0075Strain-stress relations or elastic constants
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/025Geometry of the test
    • G01N2203/0256Triaxial, i.e. the forces being applied along three normal axes of the specimen

Abstract

一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置及方法,装置由静载荷加载框架、动载荷加载框架、四个静载荷加载作动器、二个动载荷加载作动器及分离式霍普金森压杆机构组成,全部作动器与油源系统相连;动载荷加载作动器活塞轴轴向中心设有空心孔道,活塞轴端部均装有空心环状结构动态压力传感器,分离式霍普金森压杆机构分别通过空心孔道及动态压力传感器中心孔对岩样施加高速冲击载荷;两个动载荷加载作动器采用静压油路平衡支撑密封方式,作动器通过伺服阀与油源系统相连,油路上配装有蓄能器,通过伺服阀加大流量驱动活塞动态响应,通过蓄能器平衡低频扰动加载时的系统压力。本发明首次实现在同一台设备上自由施加低频扰动载荷和高速冲击载荷。

Description

一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置及方法
技术领域
[0001] 本发明属于室内岩石力学试验技术领域,特别是涉及一种低频扰动与高速冲击型 高压真三轴试验装置及方法。
背景技术
[0002] 深部岩体是深部水利水电工程、深部金属矿开采、高放核废物处置库等工程的载 体,当深部岩体进行工程开挖后,受到爆破扰动以及破坏冲击作用,会时常诱发一系列的破 坏失稳甚至是地质灾害,例如分区破裂化、时滞性岩爆、冲击型矿压及冲击型岩爆等,其本 质是处于三向高地应力状态下因开挖卸荷损伤的深部岩体,在爆破损伤、爆破振动及岩爆 冲击波等不同特征动静载荷作用下发生的临界破裂与动力失稳现象。
[0003] 目前,在三向高应力下深部岩体破坏失稳的诱发机制研宄中,扰动及冲击作用对 深部岩体灾害的诱发机制尚不清楚,且严重缺乏基础性研宄成果。鉴于深部岩体所处于的 三向高地应力环境,相关试验研究需要在真三轴条件下开展。考虑到爆破振动冲击等动载 荷作用,其高频成分可达兆赫级,而高速冲击往往致使岩石在高应变率下发生破坏,而岩体 中的冲击波由于震荡和衰减,又可形成1Hz〜100Hz的低频扰动,致使岩体在中低应变率下 发生破坏。因此,亟需理解动载荷从高应变率到中低应变率作用下岩石临界破裂与动力失 稳的诱发机制,以满足深部工程岩石力学的研究需要。
[0004] 但是,现阶段针对深部岩体临界破裂与动力失稳研究的室内岩石力学试验中,岩 石的低频扰动试验多集中在单轴或常规三轴基础上,无法模拟真实环境的三向高地应力状 态。同时受到作动器衰减和摩擦因数的制约,施加的扰动频率只能达到最大10HZ左右,无法 进一步扩大扰动频率的范围。再有,基于分离式霍普金森压杆技术(SHPB)的岩石高应变率 冲击试验,分别经历了无静载荷的岩石高应变率冲击试验、在围压条件下的岩石高应变率 冲击试验以及在“围压+轴压”条件下的岩石高应变率冲击试验,但到目前为止,在真三轴静 载荷条件下的岩石高应变率冲击试验始终未见报道。
[0005]因此,为了更好的理解动载荷从高应变率到中低应变率作用下岩石临界破裂与动 力失稳的诱发机制,研发一套低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验设备是非常必要的。
发明内容
[0006]针对现有技术存在的问题,本发明提供一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试 验装置及方法,首次实现了在真三轴静载荷条件下的岩石高应变率冲击试验,同时还能够 满足真三轴条件下的岩石低频扰动试验,且扰动频率最大可达50HZ,填补了在三向高应力 下深部岩体破坏失稳的诱发机制研宄领域的空白,进一步扩展了深部工程岩石力学的研究 范围。
[0007]为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种低频扰动与高速冲击型高压 真三轴试验装置,包括静载荷加载框架、动载荷加载框架、第一竖向静载荷加载作动器、第 二竖向静载荷加载作动器、第一水平静载荷加载作动器、第二水平静载荷加载作动器、第一 水平动载荷加载作动器、第二水平动载荷加载作动器及分离式霍普金森压杆机构;所^弟 一竖向静载荷加载作动器、第二竖向静载荷加载作动器、第一水平静载荷加载作动器、弟r 水平静载荷加载作动器、第一水平动载荷加载作动器及弟一水平动载何加载作动器与油源 系统相连. i〇〇〇8]所述静载荷加载框架采用口字型结构,静载荷加载框架的口字型中心为岩样加载 处,静载荷加载框架通过第一底座固定安装在地面上;所述第一竖向静载荷加载作动器及 第二竖向静载荷加载作动器对称设置在静载荷加载框架的上下横梁上,所述第一水平静载 荷加载作动器及第二水平静载荷加载作动器对称设置在静载荷加载框架的前后立柱上;
[0009] 在所述静载荷加载框架的左右两侧地面上分别设置有第二底座和第三底座,所述 动载荷加载框架穿过静载荷加载框架的中孔并坐置于第二底座和第三底座上;在所述第二 底座和第三底座上均设置有导轨,在静载荷加载框架底部安装有导轮,静载荷加载框架通 过导轮与导轨滑动配合;所述第一水平动载荷加载作动器及第二水平动载荷加载作动器对 称设置在动载荷加载框架的左右两端;
[0010] 在所述第一竖向静载荷加载作动器、第二竖向静载荷加载作动器、第一水平静载 荷加载作动器及第二水平静载荷加载作动器的活塞轴端部均加装有静力传感器;
[0011] 在所述第一水平动载荷加载作动器的活塞轴轴向中心开设有第一空心孔道,在所 述第二水平动载荷加载作动器的活塞轴轴向中心开设有第二空心孔道,第一水平动载荷加 载作动器及第二水平动载荷加载作动器的活塞轴端部均加装有动态压力传感器,动态压力 传感器采用空心环状结构,动态压力传感器的中心孔、第一空心孔道及第二空心孔道为同 轴心设置;
[0012] 所述分离式霍普金森压杆机构分别通过第一空心孔道、动态压力传感器的中心孔 及第二空心孔道对岩样施加高速冲击载荷。
[0013] 所述分离式霍普金森压杆机构包括发射器、撞击杆、入射杆、透射杆、吸收杆及吸 收器,在入射杆和透射杆表面贴附有应变片;所述发射器通过第四底座设置在地面上,所述 撞击杆通过支撑架设置在第四底座上,撞击杆一端与发射器相连;所述入射杆位于第一空 心孔道内;所述吸收器通过第五底座设置在地面上,所述吸收杆通过支撑架设置在第五底 座上,所述透射杆位于第二空心孔道内;所述撞击杆、入射杆、透射杆及吸收杆为同轴心设 置。
[0014]所述第一水平动载荷加载作动器及第二水平动载荷加载作动器结构相同且均采 用静压油路平衡支撑密封方式,作动器的一侧油腔通过第一伺服阀与油源系统相连,且该 侧油路上配装有第一蓄能器;作动器的另一侧油腔通过第二伺服阀与油源系统相连,且该 侧油路上配装有第二蓄能器;通过第一伺服阀和第二伺服阀加大流量驱动活塞动态响应, 通过第一蓄能器和第二蓄能器平衡低频扰动加载时的系统压力。
[0015] 采用所述的低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置的试验方法,包括如下步 骤:
[0016] 步骤一:通过刚性压块完成岩样封装,并在刚性压块与岩样之间安装位移传感器; [0017]步骤二:将动载荷加载框架从静载荷加载框架的中孔内推出,将封装好的岩样固 定安装到动载荷加载框架内;
[0018]步骤三:调整位移传感器的位置和触针伸长量,使位移传感器处于试验量程范围 内; 、山、
[0019] 步骤四:将固定有岩样的动载荷加载框架推回静载荷加载框架中孔内,并使岩样 处在二向加载的中心;
[0020] 步骤五:通过对第一竖向静载荷加载作动器、第二竖向静载荷加载作动器、第—水 平静载荷加载作动器、第二水平静载荷加载作动器、第一水平动载荷加载作动器及第二水 平动载荷加载作动器实施位移控制,完成岩样的精确对中夹紧;
[0021] 步骤六:通过对第一竖向静载荷加载作动器、第二竖向静载荷加载作动器、第一水 平静载荷加载作动器、第二水平静载荷加载作动器、弟一'水平动载何加载作动器及弟一水 平动载荷加载作动器对岩样进行真三轴静力加载;
[0022] 步骤七:在目标应力水平点时保持真三轴静力加载的应力水平不变,通过第一水 平动载荷加载作动器及第二水平动载荷加载作动器对岩样施加同相位对中低频扰动载荷, 通过分离式霍普金森压杆机构对岩样施加高速冲击载荷;
[0023] 步骤八:记录并观测岩样的变形情况。
[0024]在步骤七中,低频扰动和高速冲击的施加方式有三种,第一种为单独施加低频扰 动载荷,第二种为单独施加高速冲击载荷,第三种为先施加低频扰动载荷再施加高速冲击 载荷。
[0025] 本发明的有益效果:
[0026]本发明首次实现了在真三轴静载荷条件下的岩石高应变率冲击试验,同时还能够 满足真三轴条件下的岩石低频扰动试验,且扰动频率最大可达50Hz,填补了在三向高应力 下深部岩体破坏失稳的诱发机制研宄领域的空白,进一步扩展了深部工程岩石力学的研究 范围。
[0027] 本发明能够在同一台设备上自由设定低频扰动和高速冲击的施加方式,在开展岩 石应力应变全过程中,能够对峰后任一状态进行一定时间的保持,同时在此基础上进行多 次不同频率的动力扰动破坏试验。
[0028]本发明的水平动载荷加载作动器采用了静压油路平衡支撑密封方式,最大限度的 降低了摩擦力,通过双伺服阀提高液压油的流量,有效加速了作动器的活塞启动速度,对于 活塞轴内设置的空心孔道,其不但作为分离式霍普金森压杆机构的高应变率冲击试验通 道,而且空心孔道的存在也有效减轻了活塞轴的自重。
附图说明
[0029]图1为本发明的一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置的立体图;
[0030]图2为本发明的一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置的正视图;
[0031] 图3为图2中A-A剖视图;
[0032]图中,1一静载荷加载框架,2—动载荷加载框架,3—第一竖向静载荷加载作动器, 4一第二竖向静载荷加载作动器,5—第一水平静载荷加载作动器,6—第二水平静载荷加载 作动器,7—第一水平动载荷加载作动器,8—第二水平动载荷加载作动器,9 一第一底座, 10—第一底座,11 一第二底座,12—导轨,13—导轮,14 一静力传感器,15—第一空心孔道, 16—第一空心孔道,17—动态压力传感器,I8—发射器,19一撞击杆,20—入射杆,21—透射 杆,22—吸收杆,23—吸收器,24—第四底座,25—第五底座,26—岩样。
具体实施方式
[0033] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
[0034] 如图1〜3所示,一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置,包括静载荷加 载框架1、动载荷加载框架2、第一竖向静载荷加载作动器3、第二竖向静载荷加载作动器4、 第一水平静载荷加载作动器5、第二水平静载荷加载作动器6、第一水平动载荷加载作动器 7、第二水平动载荷加载作动器8及分离式霍普金森压杆机构;所述第一竖向静载荷加载作 动器3、第二竖向静载荷加载作动器4、第一水平静载荷加载作动器5、第二水平静载荷加载 作动器6、第一水平动载荷加载作动器7及第二水平动载荷加载作动器8与油源系统相连; [0035]所述静载荷加载框架1采用口字型结构,静载荷加载框架1的口字型中心为岩样加 载处,静载荷加载框架1通过第一底座9固定安装在地面上;所述第一竖向静载荷加载作动 器3及第二竖向静载荷加载作动器4对称设置在静载荷加载框架1的上下横梁上,所述第一 水平静载荷加载作动器5及第二水平静载荷加载作动器6对称设置在静载荷加载框架1的前 后立柱上;
[0036] 在所述静载荷加载框架1的左右两侧地面上分别设置有第二底座1〇和第三底座 11,所述动载荷加载框架2穿过静载荷加载框架1的中孔并坐置于第二底座1〇和第三底座11 上;在所述第二底座10和第三底座11上均设置有导轨12,在静载荷加载框架1底部安装有导 轮13,静载荷加载框架1通过导轮13与导轨12滑动配合;所述第一水平动载荷加载作动器7 及第二水平动载荷加载作动器8对称设置在动载荷加载框架2的左右两端;
[0037] 在所述第一竖向静载荷加载作动器3、第二竖向静载荷加载作动器4、第一水平静 载荷加载作动器5及第二水平静载荷加载作动器6的活塞轴端部均加装有静力传感器14; [0038] 在所述第一水平动载荷加载作动器7的活塞轴轴向中心开设有第一空心孔道15, 在所述第二水平动载荷加载作动器8的活塞轴轴向中心开设有第二空心孔道16,第一水平 动载荷加载作动器7及第二水平动载荷加载作动器8的活塞轴端部均加装有动态压力传感 器17,动态压力传感器17采用空心环状结构,动态压力传感器17的中心孔、第一空心孔道15 及第二空心孔道16为同轴心设置;
[0039] 所述分离式霍普金森压杆机构分别通过第一空心孔道15、动态压力传感器17的中 心孔及第二空心孔道16对岩样26施加高速冲击载荷。
[0040] 所述分离式霍普金森压杆机构包括发射器18、撞击杆19、入射杆20、透射杆21、吸 收杆22及吸收器23,在入射杆20和透射杆21表面贴附有应变片;所述发射器18通过第四底 座24设置在地面上,所述撞击杆19通过支撑架设置在第四底座24上,撞击杆19 一端与发射 器18相连;所述入射杆20位于第一空心孔道15内;所述吸收器23通过第五底座25设置在地 面上,所述吸收杆22通过支撑架设置在第五底座25上,所述透射杆21位于第二空心孔道16 内;所述撞击杆19、入射杆20、透射杆21及吸收杆22为同轴心设置。
[0041] 所述第一水平动载荷加载作动器7及第二水平动载荷加载作动器8结构相同且均 采用静压油路平衡支撑密封方式,作动器的一侧油腔通过第一伺服阀与油源系统相连,且 该侧油路上配装有第一蓄能器;作动器的另一侧油腔通过第二伺服阀与油源系统相连,且 该侧油路上配装有第二蓄能器;通过第一伺服阀和第二伺服阀加大流量驱动活塞动态响 应,通过第一蓄能器和第二蓄能器平衡低频扰动加载时的系统压力。
[0042]采用所述的低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置的试验方法,包括如下步 骤:
[0043]步骤一:通过刚性压块完成岩样26封装,并在刚性压块与岩样26之间安装位移传 感器;
[0044]步骤二:将动载荷加载框架2从静载荷加载框架1的中孔内推出,将封装好的岩样 26固定安装到动载荷加载框架2内;
[0045]步骤三:调整位移传感器的位置和触针伸长量,使位移传感器处于试验量程范围 内;
[0046]步骤四:将固定有岩样26的动载荷加载框架2推回静载荷加载框架1中孔内,并使 岩样26处在三向加载的中心;
[0047] 步骤五:通过对第一竖向静载荷加载作动器3、第二竖向静载荷加载作动器4、第一 水平静载荷加载作动器5、第二水平静载荷加载作动器6、第一水平动载荷加载作动器7及第 二水平动载荷加载作动器8实施位移控制,完成岩样26的精确对中夹紧;
[0048]步骤六:通过对第一竖向静载荷加载作动器3、第二竖向静载荷加载作动器4、第一 水平静载荷加载作动器5、第二水平静载荷加载作动器6、第一水平动载荷加载作动器7及第 二水平动载荷加载作动器8对岩样26进行真三轴静力加载;
[0049]步骤七:在目标应力水平点时保持真三轴静力加载的应力水平不变,通过第一水 平动载荷加载作动器7及第二水平动载荷加载作动器8对岩样26施加同相位对中低巧扰动 载荷,通过分离式霍普金森压杆机构对岩样26施加高速冲击载荷;另外,低频扰动和高速冲 击的施加方式有三种,第一种为单独施加低频扰动载荷,第二种为单独施加高速冲击载荷, 第三种为先施加低频扰动载荷再施加高速冲击载荷。
[0050]步骤八:记录并观测岩样26的变形情况。 _ 、
[0051]实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围,凡未脱尚本发明所为的等 效实施或变更,均包含于本案的专利范围中。

Claims (5)

1. 一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置,其特征在于:包括静载荷加载框 架、动载荷加载框架、第一竖向静载荷加载作动器、第二竖向静载荷加载作动器、$ 一水平 静载荷加载作动器、第二水平静载荷加载作动器、第一水平动载荷加载作动器、第二水平动 载荷加载作动器及分离式霍普金森压杆机构;所述第一竖向静载荷加载作动器、第二竖向 静载荷加载作动器、第一水平静载荷加载作动器、第二水平静载荷加载作动器、第一水平动 载荷加载作动器及第二水平动载荷加载作动器与油源系统相连; 所述静载荷加载框架采用口字型结构,静载荷加载框架的口字型中心为岩样加载处, 静载荷加载框架通过第一底座固定安装在地面上;所述第一竖向静载荷加载作动器及第二 竖向静载荷加载作动器对称设置在静载荷加载框架的上下横梁上,所述第一水平静载荷加 载作动器及第二水平静载荷加载作动器对称设置在静载荷加载框架的前后立柱上; 在所述静载荷加载框架的左右两侧地面上分别设置有第二底座和第三底座,所述动载 荷加载框架穿过静载荷加载框架的中孔并坐置于第二底座和第三底座上;在所述第二底座 和第三底座上均设置有导轨,在静载荷加载框架底部安装有导轮,静载荷加载框架通过导 轮与导轨滑动配合;所述第一水平动载荷加载作动器及第二水平动载荷加载作动器对称设 置在动载荷加载框架的左右两端; 在所述第一竖向静载荷加载作动器、第二竖向静载荷加载作动器、第一水平静载荷加 载作动器及第二水平静载荷加载作动器的活塞轴端部均加装有静力传感器; 在所述第一水平动载荷加载作动器的活塞轴轴向中心开设有第一空心孔道,在所述第 二水平动载荷加载作动器的活塞轴轴向中心开设有第二空心孔道,第一水平动载荷加载作 动器及第二水平动载荷加载作动器的活塞轴端部均加装有动态压力传感器,动态压力传感 器采用空心环状结构,动态压力传感器的中心孔、第一空心孔道及第二空心孔道为同轴心 设置; 所述分离式霍普金森压杆机构分别通过第一空心孔道、动态压力传感器的中心孔及第 二空心孔道对岩样施加高速冲击载荷。
2. 根据权利要求1所述的一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置,其特征在 于:所述分离式霍普金森压杆机构包括发射器、撞击杆、入射杆、透射杆、吸收杆及吸收器, 在入射杆和透射杆表面贴附有应变片;所述发射器通过第四底座设置在地面上,所述撞击 杆通过支撑架设置在第四底座上,撞击杆一端与发射器相连;所述入射杆位于第一空心孔 道内;所述吸收器通过第五底座设置在地面上,所述吸收杆通过支撑架设置在第五底座上, 所述透射杆位于第二空心孔道内;所述撞击杆、入射杆、透射杆及吸收杆为同轴心设置。
3. 根据权利要求1所述的一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置,其特征在 于:所述第一水平动载荷加载作动器及第二水平动载荷加载作动器结构相同且均采用静压 油路平衡支撑密封方式,作动器的一侧油腔通过第一伺服阀与油源系统相连,且该侧油路 上配装有第一蓄能器;作动器的另一侧油腔通过第二伺服阀与油源系统相连,且该侧油路 上配装有第二蓄能器;通过第一伺服阀和第二伺服阀加大流量驱动活塞动态响应,通过第 一蓄能器和第二蓄能器平衡低频扰动加载时的系统压力。
4. 采用权利要求1所述的一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置的试验方 法,其特征在于包括如下步骤: 步骤一:通过刚性压块完成岩样封装,并在刚性压块与岩样之间安装位移传感器; 步骤二:将动载荷加载框架从静载荷加载框架的中孔内推出,将封装好的岩样固定安 装到动载荷加载框架内; 步骤三:调整位移传感器的位置和触针伸长量,使位移传感器处于试验量程范围内; 步骤四:将固定有岩样的动载荷加载框架推回静载荷加载框架中孔内,并使岩样处在 三向加载的中心; 步骤五:通过对第一竖向静载荷加载作动器、第二竖向静载荷加载作动器、第一水平静 载荷加载作动器、第二水平静载荷加载作动器、第一水平动载荷加载作动器及第二水平动 载荷加载作动器实施位移控制,完成岩样的精确对中夹紧; 步骤六:通过对第一竖向静载荷加载作动器、第二竖向静载荷加载作动器、第一水平静 载荷加载作动器、第二水平静载荷加载作动器、第一水平动载荷加载作动器及第二水平动 载荷加载作动器对岩样进行真三轴静力加载; 、、_ _ 步骤七:在目标应力水平点时保持真三轴静力加载的应力水平不变,通过_第了水平动 輸加载作祕麟二水平动輔減作动翻措獅細驗对巾低灘_荷,通过 分离式霍普金森压杆机构对岩样施加高速冲击载荷; 步骤八:记录并观测岩样的变形情况。 ,山土的
5.讎权利要求4所述的试验方法,其特征在于:的 施加方式有三种,第-种为单独施加低频扰^载荷,第二种为单独施加冋速冲击载何,弟一 种为先施加低频扰动载荷再施加高速冲击载荷。
CN201710183372.6A 2017-03-24 2017-03-24 一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置及方法 Active CN107014690B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710183372.6A CN107014690B (zh) 2017-03-24 2017-03-24 一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置及方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710183372.6A CN107014690B (zh) 2017-03-24 2017-03-24 一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置及方法
US15/558,958 US10324014B2 (en) 2017-03-24 2017-03-28 Low-frequency disturbance and high-speed impact type high-pressure true triaxial test apparatus and method
PCT/CN2017/078368 WO2018170933A1 (zh) 2017-03-24 2017-03-28 一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107014690A true CN107014690A (zh) 2017-08-04
CN107014690B CN107014690B (zh) 2021-05-28

Family

ID=59445056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710183372.6A Active CN107014690B (zh) 2017-03-24 2017-03-24 一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置及方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN107014690B (zh)
WO (1) WO2018170933A1 (zh)

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108426768A (zh) * 2018-03-23 2018-08-21 东北大学 一种室内真三轴试验岩样位置精准对中控制方法
CN109406312A (zh) * 2018-12-26 2019-03-01 深圳大学 真三轴霍普金森杆固体动态损伤与超声波传播测试方法
CN109540661A (zh) * 2018-03-08 2019-03-29 中国矿业大学 一种动态应力和梯度应力组合加载实验装置和方法
CN109580399A (zh) * 2018-12-27 2019-04-05 深圳大学 中低应变率动静一体化试验测试系统
CN109668775A (zh) * 2018-12-26 2019-04-23 深圳大学 真三轴霍普金森压杆的定位对中系统及方法
CN109708972A (zh) * 2019-02-27 2019-05-03 重庆大学 三向加载与定点动荷载相结合的大型三维相似模拟试验系统
CN110031329A (zh) * 2019-04-29 2019-07-19 沈阳马普科技有限公司 一种能够模拟深部地质环境的超深钻岩芯真三轴试验装置
WO2019148547A1 (zh) * 2018-02-02 2019-08-08 东北大学 一种大型深部洞室群三维物理模型试验系统及方法
CN110286028A (zh) * 2019-07-29 2019-09-27 南阳理工学院 一种多维动静组合加载岩石力学实验装置
CN110658085A (zh) * 2019-09-24 2020-01-07 东北大学 一种高温高压硬岩真三轴多功能剪切试验装置及方法
CN110702352A (zh) * 2019-11-26 2020-01-17 广州大学 一种测试梁柱构件抗冲击性能的装置
CN110928181A (zh) * 2019-12-13 2020-03-27 东北大学 一种真三轴面扰动下硬岩峰后破坏过程智能控制方法
CN110987673A (zh) * 2019-12-10 2020-04-10 东北大学 一种高压硬岩低频扰动真三轴试验机构
CN111006953A (zh) * 2019-12-10 2020-04-14 东北大学 一种高压硬岩宽频带低幅值面扰动真三轴试验系统
US10697281B2 (en) 2018-02-02 2020-06-30 Northeastern University Large-scale three-dimensional physical model test system and method for deep cavern group
WO2020134576A1 (zh) * 2018-12-26 2020-07-02 深圳大学 霍普金森束杆动态测试系统
WO2020134579A1 (zh) * 2018-12-26 2020-07-02 深圳大学 三轴六向霍普金森压杆的动静载荷同步伺服控制系统
CN112730079A (zh) * 2020-12-23 2021-04-30 山东黄金矿业科技有限公司深井开采实验室分公司 深部复杂构造条件下岩石真三轴动态压剪试验装置及方法
CN113324782A (zh) * 2021-06-29 2021-08-31 辽宁工程技术大学 一种承受上部惯性动载作用的爆破相似模拟实验装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113176069A (zh) * 2021-04-20 2021-07-27 哈尔滨工程大学 一种多级传动的小扰动高速出冰试验装置及方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202101910U (zh) * 2011-06-10 2012-01-04 中国矿业大学 三轴冲击动静载组合试验机
CN104535409A (zh) * 2015-01-08 2015-04-22 中国矿业大学 一种真三轴多场多相耦合动力学试验系统及方法
CN105716957A (zh) * 2016-04-01 2016-06-29 中国人民解放军空军工程大学 用于分离式霍普金森压杆的通用型真三轴静载预加系统
CN205719826U (zh) * 2016-06-13 2016-11-23 中国科学技术大学 一种基于真三轴静载的岩石霍普金森冲击加载实验装置
CN106198264A (zh) * 2016-06-30 2016-12-07 安徽理工大学 一种真三轴岩石加卸载扰动实验装置及其使用方法
CN106323776A (zh) * 2016-09-20 2017-01-11 天津航天瑞莱科技有限公司 一种减震垫的疲劳试验装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000046707A (ja) * 1998-07-27 2000-02-18 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 柔物質の高速圧縮試験方法及びその試験用治具
CN101458192B (zh) * 2009-01-06 2011-06-08 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种滑动横置式对称加载结构
CN102331366B (zh) * 2011-07-18 2012-10-24 河海大学 一种稳压的霍普金森杆主动围压装置
CN102735532B (zh) * 2012-06-29 2014-06-04 东北大学 一种卸载时主应力方向可变换的岩石真三轴压力室
CN202837121U (zh) * 2012-10-23 2013-03-27 张磊 一种混凝土常规三轴冲击加载实验装置
CN103481914B (zh) * 2013-09-29 2015-11-25 中铁二院武汉勘察设计研究院有限责任公司 铁路编组场驼峰溜放和编尾平面溜放分区作业控制的方法
CN105169069A (zh) * 2015-10-08 2015-12-23 孙大龙 玉竹中药酒

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202101910U (zh) * 2011-06-10 2012-01-04 中国矿业大学 三轴冲击动静载组合试验机
CN104535409A (zh) * 2015-01-08 2015-04-22 中国矿业大学 一种真三轴多场多相耦合动力学试验系统及方法
CN105716957A (zh) * 2016-04-01 2016-06-29 中国人民解放军空军工程大学 用于分离式霍普金森压杆的通用型真三轴静载预加系统
CN205719826U (zh) * 2016-06-13 2016-11-23 中国科学技术大学 一种基于真三轴静载的岩石霍普金森冲击加载实验装置
CN106198264A (zh) * 2016-06-30 2016-12-07 安徽理工大学 一种真三轴岩石加卸载扰动实验装置及其使用方法
CN106323776A (zh) * 2016-09-20 2017-01-11 天津航天瑞莱科技有限公司 一种减震垫的疲劳试验装置

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019148547A1 (zh) * 2018-02-02 2019-08-08 东北大学 一种大型深部洞室群三维物理模型试验系统及方法
US10697281B2 (en) 2018-02-02 2020-06-30 Northeastern University Large-scale three-dimensional physical model test system and method for deep cavern group
CN109540661B (zh) * 2018-03-08 2021-04-27 中国矿业大学 一种动态应力和梯度应力组合加载实验装置和方法
CN109540661A (zh) * 2018-03-08 2019-03-29 中国矿业大学 一种动态应力和梯度应力组合加载实验装置和方法
CN108426768B (zh) * 2018-03-23 2019-06-04 东北大学 一种室内真三轴试验岩样位置精准对中控制方法
CN108426768A (zh) * 2018-03-23 2018-08-21 东北大学 一种室内真三轴试验岩样位置精准对中控制方法
WO2020134576A1 (zh) * 2018-12-26 2020-07-02 深圳大学 霍普金森束杆动态测试系统
CN109668775A (zh) * 2018-12-26 2019-04-23 深圳大学 真三轴霍普金森压杆的定位对中系统及方法
CN109406312A (zh) * 2018-12-26 2019-03-01 深圳大学 真三轴霍普金森杆固体动态损伤与超声波传播测试方法
CN109406312B (zh) * 2018-12-26 2021-03-23 深圳大学 真三轴霍普金森杆固体动态损伤与超声波传播测试方法
WO2020134579A1 (zh) * 2018-12-26 2020-07-02 深圳大学 三轴六向霍普金森压杆的动静载荷同步伺服控制系统
CN109580399A (zh) * 2018-12-27 2019-04-05 深圳大学 中低应变率动静一体化试验测试系统
CN109708972A (zh) * 2019-02-27 2019-05-03 重庆大学 三向加载与定点动荷载相结合的大型三维相似模拟试验系统
CN110031329A (zh) * 2019-04-29 2019-07-19 沈阳马普科技有限公司 一种能够模拟深部地质环境的超深钻岩芯真三轴试验装置
CN110031329B (zh) * 2019-04-29 2022-02-25 沈阳马普科技有限公司 一种能够模拟深部地质环境的超深钻岩芯真三轴试验装置
CN110286028B (zh) * 2019-07-29 2022-02-22 南阳理工学院 一种多维动静组合加载岩石力学实验装置
CN110286028A (zh) * 2019-07-29 2019-09-27 南阳理工学院 一种多维动静组合加载岩石力学实验装置
CN110658085A (zh) * 2019-09-24 2020-01-07 东北大学 一种高温高压硬岩真三轴多功能剪切试验装置及方法
CN110702352A (zh) * 2019-11-26 2020-01-17 广州大学 一种测试梁柱构件抗冲击性能的装置
CN110702352B (zh) * 2019-11-26 2021-10-26 广州大学 一种测试梁柱构件抗冲击性能的装置
CN110987673B (zh) * 2019-12-10 2021-06-22 东北大学 一种高压硬岩低频扰动真三轴试验机构
US11119018B2 (en) 2019-12-10 2021-09-14 Northeastern University True triaxial testing system for disturbance experiment with broadband and low amplitude of high pressure hard rock
WO2021114369A1 (zh) * 2019-12-10 2021-06-17 东北大学 一种高压硬岩宽频带低幅值面扰动真三轴试验系统
CN110987673A (zh) * 2019-12-10 2020-04-10 东北大学 一种高压硬岩低频扰动真三轴试验机构
CN111006953A (zh) * 2019-12-10 2020-04-14 东北大学 一种高压硬岩宽频带低幅值面扰动真三轴试验系统
CN110928181B (zh) * 2019-12-13 2021-04-13 东北大学 一种真三轴面扰动下硬岩峰后破坏过程智能控制方法
CN110928181A (zh) * 2019-12-13 2020-03-27 东北大学 一种真三轴面扰动下硬岩峰后破坏过程智能控制方法
CN112730079A (zh) * 2020-12-23 2021-04-30 山东黄金矿业科技有限公司深井开采实验室分公司 深部复杂构造条件下岩石真三轴动态压剪试验装置及方法
CN113324782A (zh) * 2021-06-29 2021-08-31 辽宁工程技术大学 一种承受上部惯性动载作用的爆破相似模拟实验装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107014690B (zh) 2021-05-28
WO2018170933A1 (zh) 2018-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107014690A (zh) 一种低频扰动与高速冲击型高压真三轴试验装置及方法
US10324014B2 (en) Low-frequency disturbance and high-speed impact type high-pressure true triaxial test apparatus and method
CN104390859B (zh) 三向刚性加载冲击地压真三轴模拟试验装置
CN103471914B (zh) 冲击地压真三轴模拟试验系统
US9316568B2 (en) Experimental method for simulating impact rock-burst
CN204405454U (zh) 冲击地压真三轴模拟试验装置
CN100567944C (zh) 材料流变扰动效应实验系统及实验方法
CN105510120B (zh) 一种模拟深部岩体受力状态的加载装置
CN103471942B (zh) 冲击地压单轴模拟试验系统及其应用方法
CN105527176B (zh) 用于冲击荷载下深部节理岩体破裂机理的试验装置
Seweryn et al. Low velocity penetrators (LVP) driven by hammering action–definition of the principle of operation based on numerical models and experimental tests
CN106840892A (zh) 一种煤岩样真三轴竖向动静加载试验机
CN105547871B (zh) 一种静压岩石冲击漏斗破坏实验装置及方法
CN109100109A (zh) 一种能施加可控冲击载荷的相似模拟实验装置
Antoun et al. Simulation of hypervelocity penetration in limestone
CN112595480B (zh) 一种巷道液压式吸能支护相似模拟实验装置
Wu et al. The transient intrusion effect of high energy fluid on the rock failure around the wellbore during the dynamic stimulation process
US3283846A (en) Impulse seismic device
CN203455151U (zh) 深埋隧洞冲击地压模拟试验系统
CN205317570U (zh) 一种模拟深部岩体受力状态的加载装置
CN107762466A (zh) 用于水平井动态冲击破裂的模拟装置
CN113670552B (zh) 一种非药式燃爆冲击等效加载装置及岩体破裂监测方法
CN103471801B (zh) 深埋隧洞冲击地压模拟试验系统及其试验方法
Yong et al. Experimental Investigation on Shock Mechanical Properties of Red Sandstone under Preloaded 3D Static Stresses.
LI et al. Effect of Loading Rate on Fragmentation and Energy Dissipation Characteristics of Sandstone

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant