CN111024479A - 一种适用于真三轴试验的柱状岩石试样密封装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种适用于真三轴试验的柱状岩石试样密封装置及方法，装置包括圆柱状压头、热缩套及压紧螺母；圆柱状压头上设有环向凸台，环向凸台上设有外螺纹；岩石试样夹在两个圆柱状压头之间；压紧螺母上设有环状凸沿，压紧螺母与环向凸台螺接配合；热缩套包覆在圆柱状压头及岩石试样外侧，热缩套套口密封压紧在环向凸台轴侧端面与环状凸沿之间。方法为：将岩样置于底部压头上，套入热缩套，隔着热缩套套入压紧螺母，将顶部压头置于岩样顶端，使顶部压头也位于热缩套内，加热热缩套使其收缩，直到将圆柱状压头和岩石试样全部紧密包裹，割去包覆在环向凸台外螺纹表面的热缩套，将两个压紧螺母分别旋拧螺接到对应的环向凸台上，直到热缩套套口被压紧密封。
Description
技术领域
本发明属于真三轴试验技术领域，特别是涉及一种适用于真三轴试验的岩石试样密封密封装置及方法。
背景技术
目前，在进行岩石真三轴试验时，岩石试样的密封效果始终无法让科研人员满意，由于岩石试样与压头之间需要通过热缩套进行密封，而热缩套与压头之间还需要封口，用以避免压力室内的液压油通过热缩套与压头之间的缝隙进入岩石试样内，一旦液压油进入岩石试样，将使岩石试样的物理性质发生改变，此时所获取的试验数据将是失真的，因此将失去实际应用价值。
现阶段，热缩套与压头的封口密封主要采用电工胶带缠绕方式实现，但这种密封方式出现密封失效的几率最高，这种密封方式主要用在短时效的真三轴试验中，因为一旦时间过长，密封失效的几率会指数级增加。还有另一种较为常用的密封方式，就是利用金属箍将热缩套的套口箍紧在压头上，该密封方式的时效性会比电工胶带缠绕密封方式稍长一些，但也仅能满足中短时效的真三轴试验，随着试验科目的不断扩展，需要在长时效下进行的真三轴试验越来越受到重视，个别长时效试验甚至可以达到数月之久，在如此长的时间内，岩石试样则需要一直处在超高压的液压油中，而且不允许出现密封失效，但采用金属箍的密封方式在长时效下也无法满足密封的可靠性要求。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种适用于真三轴试验的柱状岩石试样密封装置及方法，有效克服了传统密封方式下岩石试样密封失效几率较高的弊端，有效提高了岩石试样的密封可靠性。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种适用于真三轴试验的柱状岩石试样密封装置，包括第一圆柱状压头、第二圆柱状压头、热缩套、第一压紧螺母及第二压紧螺母；所述第一圆柱状压头与第二圆柱状压头结构及尺寸相同，在第一圆柱状压头的轴向中部设有第一环向凸台，在第二圆柱状压头的轴向中部设有第二环向凸台，在第一环向凸台和第二环向凸台的外周面上均设有外螺纹；所述第一圆柱状压头位于岩石试样的底端，第二圆柱状压头位于岩石试样的顶端；所述第一压紧螺母和第二压紧螺母结构及尺寸相同，在第一压紧螺母和第二压紧螺母的内表面均设有内螺纹，第一压紧螺母的内螺纹与第一环向凸台的外螺纹进行螺接配合，第二压紧螺母的内螺纹与第二环向凸台的外螺纹进行螺接配合；在所述第一压紧螺母的一侧筒口朝内设有第一环状凸沿，在第二压紧螺母的一侧筒口朝内设有第二环状凸沿，第一环状凸沿和第二环状凸沿的内径相同，且第一环状凸沿和第二环状凸沿的内径大于岩石试样的直径且小于第一环向凸台及第二环向凸台的外径；所述热缩套包覆在第一圆柱状压头、岩石试样及第二圆柱状压头的外表面，但第一环向凸台和第二环向凸台上设有外螺纹的外周面上无热缩套包覆；所述热缩套的底端套口密封压紧在第一环向凸台轴侧端面与第一环状凸沿之间，热缩套的顶端套口密封压紧在第二环向凸台轴侧端面与第二环状凸沿之间。
一种适用于真三轴试验的柱状岩石试样密封方法，采用了所述的适用于真三轴试验的柱状岩石试样密封装置，包括如下步骤：
步骤一：将第一圆柱状压头竖直放置到工作台上；
步骤二：将岩石试样竖直放置到第一圆柱状压头的顶端；
步骤三：将热缩套依次套入岩石试样和第一圆柱状压头的外侧；
步骤四：将第一压紧螺母隔着热缩套套入岩石试样，且第一压紧螺母上的第一环状凸沿朝上；
步骤五：将第二压紧螺母隔着热缩套套入岩石试样，且第二压紧螺母上的第二环状凸沿朝下；
步骤六：将第二圆柱状压头竖直放置到岩石试样的顶端，使第二圆柱状压头也处于热缩套内；
步骤七：利用热缩枪对热缩套进行加热，使热缩套收缩，直到热缩套将第一圆柱状压头、岩石试样及第二圆柱状压头全部紧密包裹在内；
步骤八：利用刀具分别将包覆在第一环向凸台和第二环向凸台外螺纹表面的热缩套割去，使第一环向凸台和第二环向凸台的外螺纹完全暴露出来；
步骤九：将第一压紧螺母旋拧螺接到第一环向凸台上，直到将热缩套的底端套口密封压紧在第一环向凸台轴侧端面与第一环状凸沿之间；
步骤十：将第二压紧螺母旋拧螺接到第二环向凸台上，直到将热缩套的顶端套口密封压紧在第二环向凸台轴侧端面与第二环状凸沿之间，岩石试样的密封结束。
本发明的有益效果：
本发明的适用于真三轴试验的柱状岩石试样密封装置及方法，有效克服了传统密封方式下岩石试样密封失效几率较高的弊端，有效提高了岩石试样的密封可靠性，与传统密封方式相比大幅度简化了操作过程，能够快速高效的完成岩石试样的密封，有效节省了试验准备时间。
附图说明
图1为本发明的一种适用于真三轴试验的柱状岩石试样密封装置的结构示意图；
图2为图1中A-A剖视图；
图中，1—第一圆柱状压头，2—第二圆柱状压头，3—热缩套，4—第一压紧螺母，5—第二压紧螺母，6—第一环向凸台，7—第二环向凸台，8—岩石试样，9—第一环状凸沿，10—第二环状凸沿。
具体实施方式
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。
如图1、2所示，一种适用于真三轴试验的柱状岩石试样密封装置，包括第一圆柱状压头1、第二圆柱状压头2、热缩套3、第一压紧螺母4及第二压紧螺母5；所述第一圆柱状压头1与第二圆柱状压头2结构及尺寸相同，在第一圆柱状压头1的轴向中部设有第一环向凸台6，在第二圆柱状压头2的轴向中部设有第二环向凸台7，在第一环向凸台6和第二环向凸台7的外周面上均设有外螺纹；所述第一圆柱状压头1位于岩石试样8的底端，第二圆柱状压头2位于岩石试样8的顶端；所述第一压紧螺母4和第二压紧螺母5结构及尺寸相同，在第一压紧螺母4和第二压紧螺母5的内表面均设有内螺纹，第一压紧螺母4的内螺纹与第一环向凸台6的外螺纹进行螺接配合，第二压紧螺母5的内螺纹与第二环向凸台7的外螺纹进行螺接配合；在所述第一压紧螺母4的一侧筒口朝内设有第一环状凸沿9，在第二压紧螺母5的一侧筒口朝内设有第二环状凸沿10，第一环状凸沿9和第二环状凸沿10的内径相同，且第一环状凸沿9和第二环状凸沿10的内径大于岩石试样8的直径且小于第一环向凸台6及第二环向凸台7的外径；所述热缩套3包覆在第一圆柱状压头1、岩石试样8及第二圆柱状压头2的外表面，但第一环向凸台6和第二环向凸台7上设有外螺纹的外周面上无热缩套3包覆；所述热缩套3的底端套口密封压紧在第一环向凸台6轴侧端面与第一环状凸沿9之间，热缩套3的顶端套口密封压紧在第二环向凸台7轴侧端面与第二环状凸沿10之间。
一种适用于真三轴试验的柱状岩石试样密封方法，采用了所述的适用于真三轴试验的柱状岩石试样密封装置，包括如下步骤：
步骤一：将第一圆柱状压头1竖直放置到工作台上；
步骤二：将岩石试样8竖直放置到第一圆柱状压头1的顶端；
步骤三：将热缩套3依次套入岩石试样8和第一圆柱状压头1的外侧；
步骤四：将第一压紧螺母4隔着热缩套3套入岩石试样8，且第一压紧螺母4上的第一环状凸沿9朝上；
步骤五：将第二压紧螺母5隔着热缩套3套入岩石试样8，且第二压紧螺母5上的第二环状凸沿10朝下；
步骤六：将第二圆柱状压头2竖直放置到岩石试样8的顶端，使第二圆柱状压头2也处于热缩套3内；
步骤七：利用热缩枪对热缩套3进行加热，使热缩套3收缩，直到热缩套3将第一圆柱状压头1、岩石试样8及第二圆柱状压头2全部紧密包裹在内；
步骤八：利用刀具分别将包覆在第一环向凸台6和第二环向凸台7外螺纹表面的热缩套3割去，使第一环向凸台6和第二环向凸台7的外螺纹完全暴露出来；
步骤九：将第一压紧螺母4旋拧螺接到第一环向凸台6上，直到将热缩套3的底端套口密封压紧在第一环向凸台6轴侧端面与第一环状凸沿9之间；
步骤十：将第二压紧螺母5旋拧螺接到第二环向凸台7上，直到将热缩套3的顶端套口密封压紧在第二环向凸台7轴侧端面与第二环状凸沿10之间，岩石试样8的密封结束。
实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离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 (2)
1.一种适用于真三轴试验的柱状岩石试样密封装置，其特征在于：包括第一圆柱状压头、第二圆柱状压头、热缩套、第一压紧螺母及第二压紧螺母；所述第一圆柱状压头与第二圆柱状压头结构及尺寸相同，在第一圆柱状压头的轴向中部设有第一环向凸台，在第二圆柱状压头的轴向中部设有第二环向凸台，在第一环向凸台和第二环向凸台的外周面上均设有外螺纹；所述第一圆柱状压头位于岩石试样的底端，第二圆柱状压头位于岩石试样的顶端；所述第一压紧螺母和第二压紧螺母结构及尺寸相同，在第一压紧螺母和第二压紧螺母的内表面均设有内螺纹，第一压紧螺母的内螺纹与第一环向凸台的外螺纹进行螺接配合，第二压紧螺母的内螺纹与第二环向凸台的外螺纹进行螺接配合；在所述第一压紧螺母的一侧筒口朝内设有第一环状凸沿，在第二压紧螺母的一侧筒口朝内设有第二环状凸沿，第一环状凸沿和第二环状凸沿的内径相同，且第一环状凸沿和第二环状凸沿的内径大于岩石试样的直径且小于第一环向凸台及第二环向凸台的外径；所述热缩套包覆在第一圆柱状压头、岩石试样及第二圆柱状压头的外表面，但第一环向凸台和第二环向凸台上设有外螺纹的外周面上无热缩套包覆；所述热缩套的底端套口密封压紧在第一环向凸台轴侧端面与第一环状凸沿之间，热缩套的顶端套口密封压紧在第二环向凸台轴侧端面与第二环状凸沿之间。
2.一种适用于真三轴试验的柱状岩石试样密封方法，采用了权利要求1所述的适用于真三轴试验的柱状岩石试样密封装置，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：将第一圆柱状压头竖直放置到工作台上；
步骤二：将岩石试样竖直放置到第一圆柱状压头的顶端；
步骤三：将热缩套依次套入岩石试样和第一圆柱状压头的外侧；
步骤四：将第一压紧螺母隔着热缩套套入岩石试样，且第一压紧螺母上的第一环状凸沿朝上；
步骤五：将第二压紧螺母隔着热缩套套入岩石试样，且第二压紧螺母上的第二环状凸沿朝下；
步骤六：将第二圆柱状压头竖直放置到岩石试样的顶端，使第二圆柱状压头也处于热缩套内；
步骤七：利用热缩枪对热缩套进行加热，使热缩套收缩，直到热缩套将第一圆柱状压头、岩石试样及第二圆柱状压头全部紧密包裹在内；
步骤八：利用刀具分别将包覆在第一环向凸台和第二环向凸台外螺纹表面的热缩套割去，使第一环向凸台和第二环向凸台的外螺纹完全暴露出来；
步骤九：将第一压紧螺母旋拧螺接到第一环向凸台上，直到将热缩套的底端套口密封压紧在第一环向凸台轴侧端面与第一环状凸沿之间；
步骤十：将第二压紧螺母旋拧螺接到第二环向凸台上，直到将热缩套的顶端套口密封压紧在第二环向凸台轴侧端面与第二环状凸沿之间，岩石试样的密封结束。
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| CN201911390988.6A Pending CN111024479A (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 一种适用于真三轴试验的柱状岩石试样密封装置及方法 |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN111693345A (zh) * | 2020-06-09 | 2020-09-22 | 中国矿业大学 | 液体试样柔性外壳及其制造辅助工装、制造方法 |
| CN113533068A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-10-22 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种基于深部岩体试验的密封装置、安装方法和密封系统 |
| CN113790950A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-12-14 | 长春市镨策试验仪器有限责任公司 | 用于模拟高储能岩体开挖卸荷试验的承压装置及密封方法 |
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2019
- 2019-12-30 CN CN201911390988.6A patent/CN111024479A/zh active Pending
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| CN113533068A (zh) * | 2021-08-02 | 2021-10-22 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种基于深部岩体试验的密封装置、安装方法和密封系统 |
| CN113533068B (zh) * | 2021-08-02 | 2022-11-01 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种基于深部岩体试验的密封装置、安装方法和密封系统 |
| CN113790950A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-12-14 | 长春市镨策试验仪器有限责任公司 | 用于模拟高储能岩体开挖卸荷试验的承压装置及密封方法 |
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