CN112414912B - 用于破碎煤岩体动静加载ct扫描的试验装置和试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于破碎煤岩体动静加载CT扫描的试验装置和试验方法,属于岩石力学与岩石试验技术领域,动静加载CT扫描试验装置包括:底座、缸筒、压头和压盖,设置有闭锁装置,用于固定静态、动态载荷的最终压力状态,并且可以在气体流通的同时进行CT扫描,用于研究揭示不同气体、气压条件下不同岩性、不同破碎程度破碎岩体在动静加载作用下多孔结构演化和渗透特征。
Description
技术领域
本发明属于岩石力学与岩石试验技术领域,具体涉及一种用于破碎煤岩体动静加载CT扫描的试验装置和试验方法。
背景技术
煤矿瓦斯事故造成了大量的人员伤亡和经济损失,这些煤矿事故大多与瓦斯在破碎煤岩体中的渗流密切相关。在采矿和地下工程中煤岩体在采动破碎后其渗透性急剧增加,同时煤岩体在瓦斯压力下强度进一步减弱,易使煤岩体发生失稳破坏,引起瓦斯突出灾害。破碎煤岩体作为一种本身没有粘聚力的非固结的多孔介质,其变形渗流特性与传统意义上孔隙、裂隙煤岩体有明显的差异性,目前,对破碎岩体渗透特性的研究成果多见于堆石体、堆石坝、溶浸采矿中,因此急需对破碎煤岩体多孔结构演化及渗透特征进行研究。
使用一种用于破碎煤岩体动静加载CT扫描的试验装置并配合工业CT设备,研究一定气体压强下动静加载过程中破碎煤岩体的多孔结构演化及渗透特征,并根据CT图像的影像特征,运用三维可视化重构软件构建细观模型,分析破碎煤岩体多孔结构演化及渗透率演化过程,揭示其变化规律,为瓦斯开采及防治提供可靠的科学依据。
与本发明申请相关的有:
中国专利ZL201510198029X公开的一种破碎煤岩体气体渗透试验装置及方法,公开了一种破碎煤岩体气体渗透的实验装置及方法,能够获得不同压力、应力作用下破碎煤岩体的渗透率特征,却不能用于研究破碎煤岩体渗透率与多孔结构演化之间的定量关系。
中国专利CN201811462254.X公开的一种破碎煤岩样可视化伺服加载渗流实验测试方法,用于进行煤矿采空区破碎煤岩体压实过程中孔隙结构变化及渗流演化特征的测试。然而专利CN201811462254.X并没有给出专门适用于研究破碎煤岩体多孔结构演化与渗透率关系的实验装置,不能在气体流通的同时进行CT扫描,同时采空区垮落带破碎煤岩体不仅承受静态载荷的作用,在周期来压作用下破碎煤岩体同样受到动态冲击载荷的持续作用。因此,必须考虑动态载荷对破碎煤岩体的影响。然而目前缺乏一种专门适用于破碎煤岩体动静载荷组合条件下可用于CT扫描的实验装置和实验方法,需要设计一种简单实用、配合工业CT设备,动静加载CT扫描的试验装置。
发明内容
本发明设计一种用于破碎煤岩体动静加载CT扫描的试验装置和试验方法,用于研究破碎煤岩体在动静加载作用下气体多孔结构演化及渗透特征。
为实现上述目的,其技术方案如下:一种用于破碎煤岩体动静加载CT扫描的试验装置包括:底座、缸筒、压头和压盖;
其中,动静加载CT扫描试验装置的底座为正方体;缸筒内部底面铺有使气体透过的第一透气板,第一透气板上方装载破碎煤岩体,破碎煤岩体上方设有第二透气板,第二透气板上方设置内部设有进气通道的压头,压头的底部为圆柱体,其侧面设有O型密封圈,压头中部设有二层平台,二层平台上设有压力传感器,压力传感器上方固定有推力轴承,推力轴承上方压着可旋转的压盖,压头从压盖正中央通孔内穿过,并固定在压盖中,进行旋转和上下运动,压头上设置双通道旋转接头,双通道旋转接头设置进气通道和出气通道,其中进气通道设置上游进气口和上游出气口,通过一导管穿过上游进气口和上游出气口以联通外界和缸筒内部,出气通道上设置下游进气口和下游出气口,通过一导管穿过下游进气口和下游出气口,从下游出气口穿出的导管进一步从压头侧壁穿出,并通过软管连接至底部的出气管;联通进气通道和出气通道的导管上分别设置进气阀门和出气阀门;
压盖外表面设有四个自锁装置,分别位于压盖底部的边缘,且相互对称设置;压盖内表面刻有内螺纹,压盖通过旋转和外部刻有外螺纹的缸筒闭合并向下转动,从而给压头提供向下的压力;
自锁装置包括卡针、弹簧片卡槽及弹簧片;卡针垂直固定于弹簧片中部,弹簧片卡槽设置于压盖上,弹簧片通过弹簧片卡槽固定在压盖上,卡针为圆柱体,其下表面水平,上表面为圆锥台,压盖上设置用于容置卡针的通孔,缸筒外侧设置卡槽;通过弹簧片给卡针向内的力,使卡针穿过压盖上设置的通孔,卡置于缸筒上设置的卡槽,完成自锁;
缸筒外表面有八个分布均匀的垂直卡槽,卡槽的横截面为直角三角形,直角三角形的一直角边垂直于缸筒外表面卡槽所在位置的切线,另一直角边平行于缸筒的表面卡槽所在位置的切线,直角三角形的斜边的角度与卡针圆锥台斜面的角度相同,直角三角形为顺时针指向;压盖每旋转45度卡针受压进入卡槽,卡槽逆时针方向表面与压盖表面垂直,卡针不能逆时针移动,进而实现压盖不能逆时针转动,卡槽顺时针方向表面存在与卡针顶部圆锥台角度相同的斜坡,卡针可以顺时针移动进而实现压盖顺时针转动;实验完毕后拔取弹簧片,取出卡针,逆时针转动打开压盖。
进一步,第二透气板与压头、第一透气板与缸筒内部底面之间分别设有滤纸。
进一步,底座、缸筒、压头和压盖和软管均为有利于X射线穿透的材料制成,以放入工业CT设备内进行扫描,进行CT扫描时同时保证装置在工业CT设备内旋转和气体的流通。
此外,本发明提供了一种用于破碎煤岩体动静加载CT扫描的试验方法,包括以下步骤:
(1)、将破碎煤岩体按颗粒大小进行分类;
(2)、打开压盖,取出压头,将一定大小的破碎煤岩体放入缸筒中,使其均匀自然堆积,然后塞入压头,盖上压盖,将压盖旋转一周,使缸筒和压盖闭合;
(3)、关闭进气口阀门,打开出气阀门,由出气口对缸筒内破碎煤岩体进行抽真空;
(4)、抽完真空后,关闭出气阀门打开进气阀门,由进气口向缸筒内持续注入初始压力的气体,使试样吸附饱和,关闭进气阀门;
(5)、当进行静态加载时,将动静加载CT扫描试验装置固定在工业CT设备上,顺时针旋转压盖,给压头提供一定的压力,当压盖旋转一周后停止旋转压盖,打开进气阀门,通入与吸附解吸初始压力相同的气体,然后打开出气阀门,等待气流稳定后,记录压力传感器、出气口气体流量以及压力的数值,启动工业CT设备进行CT扫描,扫描完成后再次旋转压盖一圈,记录压力传感器、出气口气体流量以及压力的数值,进行CT扫描,重复上述步骤直到压力传感器达到设定压力的最大值;
(6)、当进行动静加载时,将动静加载CT扫描试验装置固定在电液伺服动静万能试验机上,打开进气阀门,通入与吸附解吸初始压力相同的气体,然后打开出气阀门,启动试验机,提供给压头一定的压力,使压头向下移动一定位移,停止静态加载,进行动态加载,使用电液伺服动静万能试验机给压头施加最大振幅为给定值的动态荷载,当动态加载到达设定周期后旋转压盖,在电液伺服动静万能试验机上的压力显示归零时,停止旋转压盖,利用动静加载CT扫描试验装置的闭锁装置固定静态、动态载荷最终压力状态,将动静加载CT扫描试验装置从电液伺服动静万能试验机上卸下来,固定在工业CT设备上,等待气流稳定后,启动工业CT设备进行CT扫描,记录压力传感器、出气口气体流量以及压力的数值,扫描完成后卸下动静加载CT扫描试验装置,将其固定在电液伺服动静万能试验机上,再次使用试验机给压头提供一定的压力,使压头再次向下移动一定位移,停止静态加载,进行动态加载,使用电液伺服动静万能试验机给压头施加最大振幅为给定值的动态荷载,当动态加载到达设定周期后旋转压盖,在电液伺服动静万能试验机上的压力显示归零时,停止旋转压盖,将动静加载CT扫描试验装置从电液伺服动静万能试验机上卸下来,固定在工业CT设备上,等待气流稳定后,进行CT扫描,记录压力传感器、出气口气体流量以及压力的数值,重复上述步骤直试验机向下压到设定的最大距离;
(7)、结束试验,关闭进气阀门、出气阀门、工业CT设备、电液伺服动静万能试验机,拔取弹簧片,取出卡针,逆时针旋转打开压盖,取出破碎煤岩体。
其中,缸筒用于填充破碎煤岩体、其它破碎岩体或不同岩体的组合体;通入的气体根据试验条件进行更换,通过调整初始压力,使气压在整个试验过程中根据试验条件进行调整;在整个试验过程中进气阀门和出气阀门在第一次CT扫描前打开后一直处于打开状态,气体一直在动静加载CT扫描试验装置内流动,直到试验结束;使用电液伺服动静万能试验机时压头上方套了一个保护罩,以保护旋转接头的正常运行;动态加载周期、振幅根据试验条件进行改变,同时根据试验条件或现实条件采用不同规格的工业CT设备。
区别于现有技术,本发明的用于破碎煤岩体动静加载CT扫描的试验装置包括:底座、缸筒、压头和压盖,设置有闭锁装置,用于固定静态、动态载荷的最终压力状态,并且可以在气体流通的同时进行CT扫描,用于研究揭示不同气体、气压条件下不同岩性、不同破碎程度破碎岩体在动静加载作用下多孔结构演化和渗透特征之间的定量关系,简单实用,能够配合工业CT设备进行试验。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是一种用于破碎煤岩体动静加载CT扫描的试验装置。
图2是缸筒剖面示意图。
图3是压盖自锁装置剖面示意图。
图中,101、双通道旋转接头,102、上游进气口,103、进气阀门,104、进气口,105、上游出气口,106、压头,107、压盖,108、自锁装置,109、破碎煤岩体,110、缸筒,111、底座,112、出气管,113、透气板,114、O型密封圈,115、进气通道,116、二层平台,117、压力传感器,118、推力轴承,119、传感器线路,120、软管,121、下游进气口,122、出气口,123、出气阀门,124、下游出气口,201、卡槽,301、卡针,302、弹簧片卡槽,303、弹簧片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施示例对本发明做进一步的详细描述。
如图1所示一种用于破碎煤岩体动静加载CT扫描的试验装置包括:底座111、缸筒110、压头106和压盖107,其中,动静加载CT扫描试验装置的底座111为正方体,可以固定在工业CT设备和电液伺服动静万能试验机上;缸筒110固接在底座111上,缸筒110的底部设有与外界连接的出气通道112;缸筒110内部底面铺有气体可以透过的透气板113,透气板上方装有破碎煤岩体109,破碎煤岩体上方设有透气板,透气板上方压着内部设有进气通道的压头106,压头的底部为圆柱体,其侧面设有O型密封圈114,压头106中部设有二层平台116,平台上设有压力传感器117,传感器线路119通过压头内部与外界连接,传感器上方固定有推力轴承118,轴承上方压着可旋转的压盖107,压头106从压盖107正中央通孔内穿过,压头106被固定在压盖107中只能旋转和上下运动,压头106的上方接有双通道旋转接头101,进气阀门103一端与进气口104连接,另一端与旋转接头上游进气口102连接,旋转接头上游出气口105与进气通道115连接,出气阀门123一端与出气口122连接,另一端与旋转接头下游出气口124连接,旋转接头下游进气口121通过软管120与出气通道112连接;压盖107外表面设有四个自锁装置108,分别位于压盖107底部的前后左右,自锁装置108通过弹簧片303给卡针301向内的力,卡针301为圆柱体,其下表面水平,上表面为圆锥台。压盖107内表面刻有内螺纹,压盖通过顺时针旋转和外部刻有外螺纹的缸筒110闭合,通过顺时针旋转压盖107,压盖向移动,从而给压头106提供向下的压力;缸筒110外表面有八个分布均匀的垂直卡槽201,卡槽的横截面为直角三角形,直角三角形的一直角边垂直于缸筒110外表面,另一直角边平行于缸筒110的表面,直角三角形的斜边的角度与卡针301圆锥台斜面的角度相同,直角三角形为顺时针指向。
缸筒110的截面如图2所示,自锁装置108的结构如图3所示。
此外,本发明提供了一种用于破碎煤岩体动静加载CT扫描的试验方法,包括以下步骤:
(1)、将破碎煤岩体按颗粒大小进行分类;
(2)、打开压盖107,取出压头106将一定大小的破碎煤岩体放入缸筒110中,使其均匀自然堆积,然后塞入压头106,盖上压盖107,将压盖旋转一周,使缸筒110和压盖107闭合;
(3)、关闭进气口阀门103,打开出气阀门123,由出气口122对缸筒110内破碎煤岩体109进行抽真空;
(4)、抽完真空后,关闭出气阀门123打开进气阀门103,由进气口104向缸筒110内持续注入初始压力的气体,使试样吸附饱和,关闭进气阀门103;
(5)、当进行静态加载时,将动静加载CT扫描试验装置固定在工业CT设备上,顺时针旋转压盖107,给压头提供一定的压力,当压盖旋转一周后停止旋转压盖,打开进气阀门103,通入与吸附解吸初始压力相同的气体,然后打开出气阀门123,等待气流稳定后,记录压力传感器117、出气口122气体流量以及压力的数值,启动工业CT设备进行CT扫描,扫描完成后再次旋转压盖107一圈,记录压力传感器117、出气口122气体流量以及压力的数值,进行CT扫描,重复上述步骤直到压力传感器117达到设定压力的最大值。
(6)、当进行动静加载时,将动静加载CT扫描试验装置固定在电液伺服动静万能试验机上,打开进气阀门103,通入与吸附解吸初始压力相同的气体,然后打开出气阀门123,启动试验机,提供给压头106一定的压力,使压头向下移动一定位移,停止静态加载,进行动态加载,使用电液伺服动静万能试验机给压头106施加最大振幅为给定值的动态荷载,当动态加载到达设定周期后旋转压盖107,在电液伺服动静万能试验机上的压力显示归零时,停止旋转压盖107,利用动静加载CT扫描试验装置的闭锁装置108固定静态、动态载荷最终压力状态,将动静加载CT扫描试验装置从电液伺服动静万能试验机上卸下来,固定在工业CT设备上,等待气流稳定后,启动工业CT设备进行CT扫描,记录压力传感器117、出气口122气体流量以及压力的数值,扫描完成后卸下动静加载CT扫描试验装置,将其固定在电液伺服动静万能试验机上,再次使用试验机给压头106提供一定的压力,使压头再次向下移动一定位移,停止静态加载,进行动态加载,使用电液伺服动静万能试验机给压头106施加最大振幅为给定值的动态荷载,当动态加载到达设定周期后旋转压盖107,在电液伺服动静万能试验机上的压力显示归零时,停止旋转压盖107,将动静加载CT扫描试验装置从电液伺服动静万能试验机上卸下来,固定在工业CT设备上,等待气流稳定后,进行CT扫描,记录压力传感器117、出气口122气体流量以及压力的数值,重复上述步骤直试验机向下压到设定的最大距离。
(7)、结束试验,关闭进气阀门103、出气阀门123、工业CT设备、电液伺服动静万能试验机,拔取弹簧片303,取出卡针301,逆时针旋转打开压盖107,取出破碎煤岩体109。
下面为本发明的具体实施方式:
实施例1
研究静态加载过程破碎煤岩体多孔结构演化和渗透特征。
本实施例通过一下步骤实现:
(1)、将破碎煤岩体按颗粒大小进行分类;
(2)、打开压盖107,取出压头106将粒径为2.5mm—5mm的破碎煤岩体放入缸筒110中,使其均匀自然堆积,然后塞入压头106,盖上压盖107,将压盖旋转一周,使缸筒110和压盖107闭合;
(3)、关闭进气口阀门103,打开出气阀门123,由出气口122对缸筒110内破碎煤岩体109进行抽真空;
(4)、抽完真空后,关闭出气阀门123打开进气阀门103,由进气口104向缸筒110内持续注入初始压力为0.3MPa的气体,使试样吸附饱和,关闭进气阀门103;
(5)、进行静态加载,将动静加载CT扫描试验装置固定在工业CT设备上,顺时针旋转压盖107,给压头提供一定的压力,当压盖旋转一周后停止旋转压盖,打开进气阀门103,通入与吸附解吸初始压力相同的气体,然后打开出气阀门123,等待气流稳定后,记录压力传感器117、出气口122气体流量以及压力的数值,启动工业CT设备进行CT扫描,扫描完成后再次旋转压盖107一圈,记录压力传感器117、出气口122气体流量以及压力的数值,进行CT扫描,重复上述步骤直到压力传感器117达到kN。
(6)、结束试验,关闭进气阀门103、出气阀门123、工业CT设备、电液伺服动静万能试验机,拔取弹簧片303,取出卡针301,逆时针旋转打开压盖107,取出破碎煤岩体109。
上述试验可以通过工业CT设备得到破碎煤岩体由于压头向下压缩引起的多孔结构演化规律和渗透率特征,也可通过改变气体的种类、压强,测试不同气体、压强、不同压缩程度、不同破碎程度破碎岩体内部多孔结构演化及渗透特征。
实施例2
研究动静加载过程中破碎煤岩体多孔结构演化及渗透特征。
本实施例通过一下步骤实现:
(1)、将破碎煤岩体按颗粒大小进行分类;
(2)、打开压盖107,取出压头106将粒径为5mm—7.5mm的破碎煤岩体放入缸筒110中,使其均匀自然堆积,然后塞入压头106,盖上压盖107,将压盖旋转一周,使缸筒110和压盖107闭合;
(3)、关闭进气口阀门103,打开出气阀门123,由出气口122对缸筒110内破碎煤岩体109进行抽真空;
(4)、抽完真空后,关闭出气阀门123打开进气阀门103,由进气口104向缸筒110内持续注入初始压力为0.5MPa的气体,使试样吸附饱和,关闭进气阀门103;
(5)、进行动静加载,将动静加载CT扫描试验装置固定在电液伺服动静万能试验机上,打开进气阀门103,通入与吸附解吸初始压力相同的气体,然后打开出气阀门123,启动试验机,提供给压头106一定的压力,使压头向下移动2mm,停止静态加载,进行动态加载,使用电液伺服动静万能试验机给压头106施加最大振幅为1mm的正弦荷载,当动态加载到达10周期后,旋转压盖107,在电液伺服动静万能试验机上的压力显示归零时,停止旋转压盖107,利用动静加载CT扫描试验装置的闭锁装置108固定静态、动态载荷最终压力状态,将动静加载CT扫描试验装置从电液伺服动静万能试验机上卸下来,固定在工业CT设备上,等待气流稳定后,启动工业CT设备进行CT扫描,记录压力传感器117、出气口122气体流量以及压力的数值,扫描完成后卸下动静加载CT扫描试验装置,将其固定在电液伺服动静万能试验机上,再次使用试验机给压头106提供一定的压力,使压头再次向下移动2mm,停止静态加载,进行动态加载,使用电液伺服动静万能试验机给压头106施加最大振幅为给1mm的正弦荷载,当动态加载到达10周期后,旋转压盖107,在电液伺服动静万能试验机上的压力显示归零时,停止旋转压盖107,将动静加载CT扫描试验装置从电液伺服动静万能试验机上卸下来,固定在工业CT设备上,等待气流稳定后,进行CT扫描,记录压力传感器117、出气口122气体流量以及压力的数值,重复上述步骤直试验机向下压到mm处。
(6)、结束试验,关闭进气阀门103、出气阀门123、工业CT设备、电液伺服动静万能试验机,拔取弹簧片303,取出卡针301,逆时针旋转打开压盖107,取出破碎煤岩体109。
上述试验动态荷载为正弦波时,使用自制的自锁装置可以固定位移,进而使用工业CT设备测出对应破碎煤岩体内部多孔结构演化。可以调整动态荷载的频率和波形。
Claims (5)
1.一种用于破碎煤岩体动静加载CT扫描的试验装置,其特征在于,包括:底座、缸筒、压头和压盖;
其中,动静加载CT扫描试验装置的底座为正方体;缸筒固接在底座上,缸筒的底部设有与外界连接的出气管;缸筒内部底面铺有使气体透过的第一透气板,第一透气板上方装载破碎煤岩体,破碎煤岩体上方设有第二透气板,第二透气板上方设置内部设有进气通道的压头,压头的底部为圆柱体,其侧面设有O型密封圈,压头中部设有二层平台,二层平台上设有压力传感器,压力传感器上方固定有推力轴承,推力轴承上方压着可旋转的压盖,压头从压盖正中央通孔内穿过,并固定在压盖中,压盖相对于压头旋转和上下运动,压头上设置双通道旋转接头,双通道旋转接头内部设置进气通道和出气通道,其中进气通道设置上游进气口和上游出气口,通过一导管穿过上游进气口和上游出气口以联通外界和缸筒内部,出气通道上设置下游进气口和下游出气口,通过一导管穿过下游进气口和下游出气口,从下游出气口穿出的导管进一步从压头侧壁穿出,并通过软管连接至底部的出气管;联通进气通道和出气通道的导管上分别设置进气阀门和出气阀门;
压盖外表面设有四个自锁装置,分别位于压盖底部的边缘,且相互对称设置;压盖内表面刻有内螺纹,压盖通过旋转和外部刻有外螺纹的缸筒闭合并向下转动,从而给压头提供向下的压力;
自锁装置包括卡针、弹簧片卡槽及弹簧片;卡针垂直固定于弹簧片中部,弹簧片卡槽设置于压盖上,弹簧片通过弹簧片卡槽固定在压盖上,卡针为圆柱体,其下表面水平,上表面为圆锥台,压盖上设置用于容置卡针的通孔,缸筒外侧设置卡槽;通过弹簧片给卡针向内的力,使卡针穿过压盖上设置的通孔,卡置于缸筒上设置的卡槽,完成自锁;
缸筒外表面有八个分布均匀的垂直卡槽,卡槽的横截面为直角三角形,直角三角形的一直角边垂直于缸筒外表面卡槽所在位置的切线,另一直角边平行于缸筒的表面卡槽所在位置的切线,直角三角形的斜边的角度与卡针圆锥台斜面的角度相同,直角三角形为顺时针指向;压盖每旋转45度卡针受压进入卡槽,卡槽逆时针方向表面与压盖表面垂直,卡针不能逆时针移动,进而实现压盖不能逆时针转动,卡槽顺时针方向表面存在与卡针顶部圆锥台角度相同的斜坡,卡针可以顺时针移动进而实现压盖顺时针转动;实验完毕后拔取弹簧片,取出卡针,逆时针转动打开压盖。
2.根据权利要求1所述的一种用于破碎煤岩体动静加载CT扫描的试验装置,其特征在于:第二透气板与压头、第一透气板与缸筒内部底面之间分别设有滤纸。
3.根据权利要求1所述的一种用于破碎煤岩体动静加载CT扫描的试验装置,其特征在于:底座、缸筒、压头和压盖和软管均为有利于X射线穿透的材料制成,以放入工业CT设备内进行扫描,进行CT扫描时同时保证装置在工业CT设备内旋转和气体的流通。
4.一种用于破碎煤岩体动静加载CT扫描的试验方法,采用所述权利要求1~3任一项所述的装置,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、将破碎煤岩体按颗粒大小进行分类;
(2)、打开压盖,取出压头,将一定大小的破碎煤岩体放入缸筒中,使其均匀自然堆积,然后塞入压头,盖上压盖,将压盖旋转一周,使缸筒和压盖闭合;
(3)、关闭进气口阀门,打开出气阀门,由出气口对缸筒内破碎煤岩体进行抽真空;
(4)、抽完真空后,关闭出气阀门打开进气阀门,由进气口向缸筒内持续注入初始压力的气体,使试样吸附饱和,关闭进气阀门;
(5)、当进行静态加载时,将动静加载CT扫描试验装置固定在工业CT设备上,顺时针旋转压盖,给压头提供一定的压力,当压盖旋转一周后停止旋转压盖,打开进气阀门,通入与吸附解吸初始压力相同的气体,然后打开出气阀门,等待气流稳定后,记录压力传感器、出气口气体流量以及压力的数值,启动工业CT设备进行CT扫描,扫描完成后再次旋转压盖一圈,记录压力传感器、出气口气体流量以及压力的数值,进行CT扫描,重复上述步骤直到压力传感器达到设定压力的最大值;
(6)、当进行动静加载时,将动静加载CT扫描试验装置固定在电液伺服动静万能试验机上,打开进气阀门,通入与吸附解吸初始压力相同的气体,然后打开出气阀门,启动试验机,提供给压头一定的压力,使压头向下移动一定位移,停止静态加载,进行动态加载,使用电液伺服动静万能试验机给压头施加最大振幅为给定值的动态荷载,当动态加载到达设定周期后旋转压盖,在电液伺服动静万能试验机上的压力显示归零时,停止旋转压盖,利用动静加载CT扫描试验装置的闭锁装置固定静态、动态载荷最终压力状态,将动静加载CT扫描试验装置从电液伺服动静万能试验机上卸下来,固定在工业CT设备上,等待气流稳定后,启动工业CT设备进行CT扫描,记录压力传感器、出气口气体流量以及压力的数值,扫描完成后卸下动静加载CT扫描试验装置,将其固定在电液伺服动静万能试验机上,再次使用试验机给压头提供一定的压力,使压头再次向下移动一定位移,停止静态加载,进行动态加载,使用电液伺服动静万能试验机给压头施加最大振幅为给定值的动态荷载,当动态加载到达设定周期后旋转压盖,在电液伺服动静万能试验机上的压力显示归零时,停止旋转压盖,将动静加载CT扫描试验装置从电液伺服动静万能试验机上卸下来,固定在工业CT设备上,等待气流稳定后,进行CT扫描,记录压力传感器、出气口气体流量以及压力的数值,重复上述步骤直试验机向下压到设定的最大距离;
(7)、结束试验,关闭进气阀门、出气阀门、工业CT设备、电液伺服动静万能试验机,拔取弹簧片,取出卡针,逆时针旋转打开压盖,取出破碎煤岩体。
5.根据权利要求4所述的一种用于破碎煤岩体动静加载CT扫描的试验方法,其特征在于:缸筒用于填充破碎煤岩体、其它破碎岩体或不同岩体的组合体;通入的气体根据试验条件进行更换,通过调整初始压力,使气压在整个试验过程中根据试验条件进行调整;在整个试验过程中进气阀门和出气阀门在第一次CT扫描前打开后一直处于打开状态,气体一直在动静加载CT扫描试验装置内流动,直到试验结束;使用电液伺服动静万能试验机时压头上方套了一个保护罩,以保护旋转接头的正常运行;动态加载周期、振幅根据试验条件进行改变,同时根据试验条件或现实条件采用不同规格的工业CT设备。
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