CN114868005B - 伪三轴保压加载装置及利用其进行伪三轴保压加载实验的方法 - Google Patents

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Abstract

一种伪三轴保压加载装置，包括缸体(10)、上活塞杆(20)、下活塞杆(30)和环形油囊装置(4)，缸体(10)的上下连通的中空腔室从上到下依次包括上腔室(11)、上密封腔(12)、围压腔(13)、下密封腔(14)和下腔室(15)，环形油囊装置(4)置于围压腔(13)内，当环形油囊的环形内腔(410)充满介质时，环形油囊的外壁与围压腔(13)内壁贴合在一起，保真试样(7)置于由上活塞杆(20)的下端面、下活塞杆(30)的上端面和环形油囊的内壁围成的试样腔内，环形油囊的环形内腔(410)内设有多个测试装置。伪三轴保压加载装置可以容纳保真试样(7)并通过环形油囊装置(4)、和上、下活塞杆(20、30)对保真试样进行保压加载三轴实验，提高了实验数据的准确度和可靠性，有利于更加真实地研究岩石力学行为和测定岩石力学性能指标。

Description

伪三轴保压加载装置及利用其进行伪三轴保压加载实验的 方法
技术领域
本发明涉及一种实验加载装置，特别涉及一种用于岩石伪三轴实验的加载装置。
背景技术
岩石三轴压缩实验是研究岩石力学行为和测定岩石力学性能指标的重要手段。传统的三轴实验机是将取样切割后的岩石试样放置在实验机围压腔内，并用橡胶套、热缩管或硅胶包裹后，再注入液压油进行不同围压的测试。这种条件下所测定的岩石试样在初始状态时基本没有孔隙压力，与地下真实的岩石状态并不一致。即便可以通过渗透压重新恢复孔压，岩石试样也已经在孔压变化过程中发生了不可逆的变化，这对其力学行为将会产生很大的影响。
采用保真取芯技术可以从地下岩层中取得具有原始孔压和温度的保真岩芯，目前已经在可燃冰取芯、矿井坑道取芯等领域得到应用。但由于取得的保真岩芯一般放置在充满保压介质的罐体中，因此传统的三轴实验机无法在保真状态下完成对保真岩芯的伪三轴加载实验。针对保真岩芯的力学实验测试目前面临很大的困难，需要研发能够容纳保真岩芯且可在保真环境下对保真岩芯伪进行伪三轴加载实验的三轴实验机，以便获得更准确的实验数据。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可容纳保真岩芯且可在保真状态下完成对保真岩芯的伪三轴加载实验的伪三轴保压加载装置。
本发明伪三轴保压加载装置，包括缸体、上活塞杆、下活塞杆和环形油囊装置，所述缸体由上缸体和下缸体密封对接而成，所述上活塞杆上设有上环形凸台，所述上环形凸台的环形面积等于上活塞杆的横截面积，所述下活塞杆上设有下环形凸台，所述下环形凸台的环形面积等于下活塞杆的横截面积，所述缸体的上下连通的中空腔室从上到下依次包括上腔室、上密封腔、围压腔、下密封腔和下腔室，上缸盖固定密封于所述缸体的上端面，所述上环形凸台与所述上腔室密封配合，位于上环形凸台下方的上活塞杆与所述上密封腔密封配合，位于上环形凸台上方的所述上活塞杆向上穿过所述上缸盖并与上缸盖密封配合，所述上活塞杆的上环形凸台将所述上腔室分为两个相互独立的腔室，分别是位于其上方的上平衡腔和位于其下方的上补偿腔，所述缸体的下腔室的下端口内设有与下端口密封配合的下密封装置，下缸盖固定于所述缸体的下端面，位于下环形凸台上方的所述下活塞杆与所述下密封腔密封配合，所述下环形凸台与所述下腔室密封配合，位于下环形凸台下方的下活塞杆向下依次穿过下密封装置的内孔和下缸盖，且下活塞杆与下密封装置的内孔密封配合，所述下活塞杆的下环形凸台将所述下腔室分为两个相互独立的腔室，分别是位于其下方的下平衡腔和位于其上方的下补偿腔，所述环形油囊装置置于所述围压腔内，所述环形油囊装置包括油囊架和固定于所述油囊架内的环形油囊，所述油囊架嵌入围压腔内壁上与其配合的凹槽内，当环形油囊的环形内腔充满介质时，环形油囊的外壁与所述围压腔内壁贴合在一起，保真试样置于由所述上活塞杆的下端面、所述下活塞杆的上端面和所述环形油囊的内壁围成的试样腔内，所述环形油囊的环形内腔内设有多个测试装置，所述环形内腔、试样腔、上平衡腔、上补偿腔、下平衡腔和下补偿腔为相互独立的腔室且各自设有独立进、出口管路。
本发明伪三轴保压加载装置，其中所述油囊架包括上环形体、下环形体和多个连接杆，所述连接杆为向外凸起的C形体，连接杆的上端连接于上环形体的外侧面，连接杆的下端连接于下环形体的外侧面，所述上环形体、下环形体、连接杆分别嵌入所述围压腔内壁上与其配合的凹槽内，所述上环形体、下环形体端面及内侧面与所述围压强内壁上的凹槽密封配合，所述上环形体、下环形体、连接杆的外侧面上开设有用于布置导线的凹槽。
本发明伪三轴保压加载装置，其中所述上缸盖的上端面上设有上活塞杆的上限位装置，所述下缸盖的下端面上设有下活塞杆的下限位装置。
本发明伪三轴保压加载装置，其中所述上缸盖的上端面上还设有用于测量上活塞杆的上载荷传感器和上位移计，所述下缸盖下端面上设有用于测量下活塞杆的下载荷传感器和下位移计。
本发明伪三轴保压加载装置，其中所述测试装置分别为径向位移传感器、声发射监测计、温度计，所述环形油囊内还设有加热棒或制冷棒。
本发明伪三轴保压加载装置，其中所述上活塞杆的下端面设有上压盘组件，所述下活塞杆的上端面设有下压盘组件，所述上压盘组件和下压盘组件结构相同，各自均包括固定于活塞杆端面上的压盘和装在所述压盘的与保真试样接触端的横波波速探头、纵波波速探头和声发射探头，所述上、下活塞杆的轴心处分别开有与上、下压盘组件的压盘连通的通孔，所述通孔内可放置测量轴向位移的测量装置，所述上、下压盘组件的压盘分别与所述上、下活塞杆的轴心处的通孔密封配合。
本发明伪三轴保压加载装置，其中在所述环形油囊的外壁上设有一层隔热垫，用于隔绝环形油囊的环形内腔与油囊架和围压腔内壁之间的热传递。
本发明伪三轴保压加载装置，其中所述下密封装置包括旋转密封环和定位卡环，所述下缸体的下端口内侧面上沿周向间隔分布有多个向内凸起的挡块，所述旋转密封环的下端外侧面上沿周向设有与所述挡块相对应的卡块，所述旋转密封环的卡块从下端分别插入下缸体的挡块之间的卡槽，然后继续向上至挡块的上方，经旋转后卡块卡在挡块的上端面和下腔室内的孔肩之间，所述旋转密封环的内侧面与下活塞杆密封配合，所述旋转密封环上端的外侧与下腔室内壁密封配合，所述定位卡环的外侧面沿周向设有向外凸起的且与挡块之间的卡槽对应的定位块，所述定位块的上端面高出所述定位卡环的上端面，所述定位块插入挡块之间的卡槽和卡块之间的卡槽后，所述定位卡环的上端面与旋转密封环的下端面配合，所述定位卡环的下端面与下缸体的下端面齐平。
本发明利用所述的伪三轴保压加载装置对保真试样进行伪三轴保压加载实验的方法，首先将装好保真试样(7)的伪三轴保压加载装置竖直放置在单轴实验机上，然后对保真试样(7) 分别进行静水压力试验、偏应力压缩实验、端部自由的加压实验和端部固定的挤压实验，四种实验的顺序不分先后其具体实验方法分别如下：
a.在进行静水压力实验时，将环形油囊的环形内腔与上平衡腔和下平衡腔的液压管路连通，同步对保真试样施加静水压力；此时上、下活塞杆不施加任何外载荷，上补偿腔中调节增大空气压力以补偿上活塞重力的影响，下补偿腔中调节减小空气压力以补偿下活塞重力的影响；试验中测量静水压力改变时保真试样的轴向、径向变形以及声速变化和声发射事件；实验过程中，可伺服控制孔压不变并测定流入或流出试样腔的孔隙液体积，也可将试样腔的出入口封闭测定孔压的变化；
b.在进行偏应力压缩实验时，将环形油囊的环形内腔与上平衡腔和下平衡腔的液压管路连通，同步对保真试样施加静水压力，上、下活塞杆端部施加外载荷使其主动移动；测量不同静水压力和偏应力组合下保真试样的轴向、径向变形以及声速变化和声发射事件；实验过程中，可伺服控制孔压不变并测定流入或流出试样腔的孔隙液体积，也可将试样腔的出入口封闭测定孔压的变化；
c.在进行端部自由的加压实验时，上平衡腔、下平衡腔和环形油囊的环形内腔的液压管路各自独立不连通，伺服控制上平衡腔、下平衡腔的液压与试样腔内试样的孔隙压力相等，不限制活塞杆轴向移动，增大环形油囊的环形内腔的液压，对保真试样施加环向挤压力；测量不同挤压力下保真试样伸长时的轴向、径向变形以及声速变化和声发射事件；实验过程中，可伺服控制孔压不变并测定流入或流出试样腔的孔隙液体积，也可将试样腔的出入口封闭测定孔压的变化；
d.在进行端部固定的挤压实验时，上平衡腔、下平衡腔和环形油囊的环形内腔)的液压管路各自独立不连通，伺服控制上平衡腔、下平衡腔的液压与试样腔内试样的孔隙压力相等，固定活塞杆不动，增大环形油囊的环形内腔的液压，对保真试样施加环向挤压力；测量不同挤压力下保真试样伸长被束缚时的轴向、径向变形以及声速变化和声发射事件；实验过程中，可伺服控制孔压不变并测定流入或流出试样腔的孔隙液体积，也可将试样腔的出入口封闭测定孔压的变化。
本发明伪三轴保压加载装置与现有技术相比，本发明有益效果体现在：通过由上活塞杆、下活塞杆和环形油囊的内壁围成的试样腔来容纳保真试样；通过设置上、下平衡腔室、环形油囊的环形内腔以及试样腔压力实现对保真试样的保压，确保保真试样的保真状态；通过环形油囊和上、下活塞杆对保真试样进行伪三轴保压加载实验；通过设置在环形油囊的环形内腔内的多个测试装置来测试对保真试样进行伪三轴保压加载实验的实验数据，解决了现有技术中的三轴试验机无法对保真试样进行保压加载和测试的问题，提高了实验数据的准确度和可靠性，有利于更加真实地研究岩石力学行为和测定岩石力学性能指标。
下面结合附图对本发明伪三轴保压加载装置的实施例作进一步说明。
附图说明
图1为本发明伪三轴保压加载装置的主剖视图；
图2为本发明伪三轴保压加载装置的缸体的剖视图；
图3为本发明伪三轴保压加载装置的下缸体、旋转密封环和定位卡环的爆炸示意图；
图4为本发明伪三轴保压加载装置的油囊装置的示意图；
图5为本发明伪三轴保压加载装置的油囊架的立体示意图；
图6为本发明伪三轴保压加载装置的缸体和下密封装置配合的立体示意图；
图7为试样转移舱向本发明伪三轴保压加载装置保压推送保真试样时的示意图；
图8为保压推送装置向本发明伪三轴保压加载装置保压推送下活塞杆时的示意图；
图9为保压推送装置装上本发明的下活塞杆和下密封装置后的示意图；
图10为保压推送装置的推杆头组件与下活塞杆和下密封装置装配在一起的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明伪三轴保压加载装置包括缸体10、上活塞杆20、下活塞杆30和环形油囊装置4。缸体10由上缸体101和下缸体102通过螺栓密封对接而成。上活塞杆20的中部设有上环形凸台21，上环形凸台21的环形面积等于上活塞杆20的横截面积。下活塞杆30的中部设有下环形凸台31，下环形凸台31的环形面积等于下活塞杆30的横截面积。如图 2所示，缸体10的上下连通的中空腔室从上到下依次包括上腔室11、上密封腔12、围压腔 13、下密封腔14和下腔室15。上腔室11和上密封腔12位于上缸体101内，下密封腔14和下腔室15位于下缸体102内，围压腔13由上缸体101和下缸体102密封对接后形成。如图 1所示，上缸盖50通过螺栓固定于上缸体101的上端面并与上腔室11的上端口密封配合。位于上环形凸台21下方的上活塞杆20与上密封腔12密封配合，上环形凸台21与上腔室11 密封配合，位于上环形凸台21上方的上活塞杆20向上穿过上缸盖50并与上缸盖50密封配合。上活塞杆20的上环形凸台21将上腔室11分为两个相互独立的腔室，分别是位于其上方的上平衡腔111和位于其下方的上补偿腔112。上缸盖50的上端面上设有活塞杆20的上限位装置以及上载荷传感器51和上位移计54。上载荷传感器51通过螺栓固定于上缸盖50的上端面上。上限位装置包括上限位环52和上限位杆53，上限位环52用于限制上活塞杆20的上行极限位置，上限位杆53用于防止上活塞杆20旋转。上限位环52螺纹连接于上载荷传感器51的内螺纹孔中，上限位环52的内孔与上活塞杆20间隙配合。上限位环52的下端面可与上活塞杆20上端的轴肩配合，用于限制上活塞杆20继续上行。通过旋转上限位环52可调节上限位环52的上下高度，从而达到调节上活塞杆的上极限位置的效果。当上活塞杆20 上行至其极限位置时，上载荷传感器51用于测量其承受的载荷。上限位杆53横向摆放，其一端固定连接在位于上限位环52上方的上活塞杆20上，另一端与上滑块56固定连接，上滑块56可上下滑动地安装于上滑动支架55上，上滑动支架55固定于上缸盖50上。上位移计 54的上端外壳与上限位杆53固定连接，其下端探杆抵在上缸盖50的上端面上，用于测量上活塞杆20的位移。
如图1所示，下缸体102的下腔室15的下端口内设有与其密封配合的下密封装置8，下密封装置8的下端面与下缸体102的下端面齐平。下缸盖60盖在下缸体102和下密封装置8的下端面上，并通过螺栓与下缸体102固定连接。位于下环形凸台31上方的下活塞杆30与下密封腔14密封配合，下环形凸台31与下腔室15密封配合，位于下环形凸台31下方的下活塞杆30向下依次穿过下密封装置8的内孔和下缸盖60，且下活塞杆30与下限位装置8的内孔密封配合。下活塞杆30的下环形凸台31将下腔室15分为两个相互独立的腔室，分别是位于其下方的下平衡腔151和位于其上方的下补偿腔152。下缸盖60下端面上设有下活塞杆 30的下限位装置以及下位移计65和用于测量下活塞杆30承受载荷的下载荷传感器61。下载荷传感器61通过螺栓固定与下缸盖60的下端面上。下限位装置包括下限位环62和下限位杆 63，下限位环62用于限制下活塞杆30下行极限位置，下限位杆63用于防止下活塞杆30旋转。下限位环62螺纹连接于下载荷传感器61的螺纹孔中，下限位环62的上端可与安装在下活塞杆30下部的挡块33配合，用于限制下活塞杆30继续下行。通过旋转下限位环62可调节其上下高度，从而达到调节下活塞杆30的下极限位置的效果。在下活塞杆30推入缸体之前，先将下密封装置8装于下活塞杆30上，然后将挡块33螺纹连接于下活塞杆30上，挡块 33还可以起到防止下密封装置8从下活塞杆30上滑出的作用。下限位杆63横向摆放，其一端固定连接在位于下限位环62下方的下活塞杆30上，另一端与下滑块66固定连接，下滑块 66可上下滑行的安装于下滑动支架64上，下滑动支架64固定于下缸盖60上。下位移计65 的下端外壳与下限位杆63连接，其上端探杆抵在下缸盖60的下端面上，用于测量下活塞杆 30的位移。
如图3和图6所示，下密封装置8包括旋转密封环80和定位卡环81。下缸体102内的下腔室15的下端口内侧面上沿周向设有八个向内凸起的等间距排列的挡块103(挡块103的数量可根据实际需求进行设计)。旋转密封环80的下端外侧面上设有与挡块103相对应的八个向外凸出的卡块800，且卡块800可以通过挡块103之间的卡槽。旋转密封环80的卡块800从下端分别插入挡块103之间的卡槽，然后继续向上至挡块103的上方，经旋转后卡块800卡在挡块103的上端面与下缸体102内的孔肩108之间。旋转密封环80的内侧面与下活塞杆30密封配合，旋转密封环80上端的外侧面与下腔室15密封配合(见图1)。旋转密封环80 的下端面上设有多个旋转定位孔801，用于实现对密封装置的旋转驱动。本实施例中的旋转定位孔801为四个，且均沿周向等间距分布。定位卡环81的外侧面沿周向设有与挡块103之间的卡槽对应的且向外凸出的定位块810，定位块810的上端面高出定位卡环81的上端面。定位块810插入挡块103之间的卡槽和卡块800之间的卡槽后，定位卡环81的上端面与旋转密封环80的下端面配合，定位卡环81的下端面与下缸体102的下端面齐平。下缸盖60盖在下缸体102和定位卡环81的下端面并通过螺栓固定于下缸体102上。定位卡环81可以有效防止转密封环80因为旋转而向下滑落。定外卡环81的外侧面上设有与旋转密封环80上的旋转定位孔801对应的旋转凹槽811，当定位卡环81的定位块810插入旋转密封环80的卡槽时，旋转定位孔801可与旋转凹槽811相对应。
如图1所示，上活塞杆20的下端面装有上压盘组件22，下活塞杆30的上端面装有下压盘组件32。上压盘组件22和下压盘组件32结构相同，各自均包括中心截面为T型的压盘和装在压盘上且可与保真试样7接触的横波波速探头、纵波波速探头和声发射探头。上、下活塞杆20，30的轴心处分别开有与上、下压盘上端连通的通孔，通孔内可放置测量轴向位移的测量装置。上、下压盘组件的压盘分别与上、下活塞杆的轴心处的通孔密封配合。压盘的一端压在上活塞杆20或下活塞杆30的端面上并通过螺钉与活塞杆固定，另一端用于压在保真试样7的上端面或下端面上。
如图4和图5所示，环形油囊装置4包括油囊架41和固定于油囊架41内的环形油囊40，环形油囊装置4置于围压腔13内。为了进行高低温测试，本实施例中，在环形油囊40的外壁上铺设了一层隔热垫42，可以有效隔绝环形油囊40的环形内腔410内的液压油与金属油囊架41和围压腔13的内壁之间的热传递，有利于环形内腔410内的液压油温度的控制。同时在环形内腔410内设置加热棒46和温度计45用于液压油的加热和温度测量。根据设计需求，如果有必要，还可以考虑在环形内腔410内设置制冷棒用于液压油的降温。在实际应用中，可以根据实际实验需求选择是否添加隔热垫42。油囊架41包括上环形体411、下环形体 412和八个连接杆413。连接杆413为向外凸起的C形体，连接杆413的上端固定于上环形体411的外侧面，连接杆413的下端固定于下环形体412的外侧面。油囊架的上、下环形体 411，412和连接杆413可以一次加工成型也可分开加工后再进行固定连接，本实施例采用的是一体加工成型，一体加工成型可以保证油囊架的刚度和精度。环形油囊40的上端和下端分别粘接在上环形体411的下端面和下环形体412的上端面。油囊架41嵌入围压腔13的内壁上的与其相配合的凹槽内。上环形体411、下环形体412的端面及内侧面与围压腔13内壁上的凹槽密封配合，上环形体411、下环形体412、连接杆413的外侧面上开设有用于布置导线的凹槽。当环形油囊40的环形内腔410内充满液压油时，环形油囊40的外侧壁与油囊架41 的内壁相贴合，位于连接杆413间的环形油囊40的外壁与围压腔13内壁贴合在一起。保真试样7置于由上活塞杆20的下端面、下活塞杆30的上端面和环形油囊40的内壁围成的试样腔400内。如图1所示，环形油囊40的环形内腔410内设有多个测试装置，分别为径向位移传感器43、声发射检测计44、温度计45。安装于环形内腔410内的测试装置的导线密封穿过环形油囊40的油囊壁和油囊架41的连接杆413后，沿开设在油囊架41外侧的凹槽布置，最后从开设在上缸体101下部侧壁的导线孔穿出，导线孔端部安装耐温耐压的密封接线端子。
环形内腔410、试样腔400、上平衡腔111、上补偿腔112、下平衡腔151和下补偿腔152 为相互独立的腔室且各自设有相应的流体进出口管路。在本实施例中，上、下补偿腔112， 152各自设置一个进气口和一个出气口，连接的控制管路为气压管路；环形内腔410、上平衡腔111和下平衡腔151各自设置一个进油口和一个出油口，连接的控制管路均为液压管路；试样腔400的上端设置一个进液口和一个出液口，同时在其下端也设置进液口和一个出液口，连接的控制管路为液压管路。
本发明伪三轴保压加载装置的装配方法如下：首先按图1所示，将组装好的环形油囊装置4从上缸体101的下端口放入，如图6所示，使得油囊架41的连接杆413沿着与其对应的上缸体101内壁上的上连杆槽104插入，并确保油囊架41的上环形体411插入与其对应的上缸体101的上凹槽105内，并将环形油囊40内的各测试装置的导线连接好。然后将下缸体102与上缸体101密封连接，使得下缸体102内的下连杆槽106与油囊架41上的连接杆413 相配合，下缸体102内的下凹槽107与油囊架41的下环形体412配合，油囊架41被固定于上缸体101和下缸体102组成的围压腔13内。接着再将装有上压盘组件的上活塞杆20插入上缸体101的上腔室11、上密封腔12内，然后固定上缸盖50以及安装于上缸盖50上的上限位装置和上载荷传感器51。完成上述安装后，在以后每次实验时都不需要再进行拆卸，除非需要更换密封圈、传感器或者其零部件。
下一步是将保真试样7在保压状态下推送入试样腔400内。如图7所示将已与试样转移舱93连接的阀门舱92安装并固定于下缸体102的下端口上，下缸体102与阀门舱92之间采用螺栓固定或者卡箍固定，本实施例中采用卡箍固定，便于拆卸。阀门舱92为耐压阀门，可以根据保压液压力大小来选择合适的阀门类型。在推送位于试样转移舱93内的保真试样7之前，预先根据保真试样7的尺寸，将上限位环52旋转至合适高度，然后向环形内腔410和上平衡腔111中注入液压油，向试样腔400和下腔室15中注入与试样转移舱93中相同的保压液。调节试样腔400内的油压等于容纳保真试样7的保压液压力，同时调节上平衡腔111内的压力等于保压液压力，并调节环形油囊40的环形内腔410内的油压略低中间的试样腔400的油压,以便试样腔400被撑开，容纳被推送的保真试样7。因为上、下活塞杆20，30的上、下环形凸台21，31的环形面积分别等于上、下活塞杆20，30的横截面积，所以试样腔400 作用在上、下活塞杆20，30上的压力分别被上、下平衡腔111，151作用在上、下活塞杆20， 30上的压力抵消，活塞杆处于受力平衡状态，不会被试样腔400内的高压介质向外推动。设定好各腔室内的压力值后，打开阀门舱92，将保真试样7从试样转移舱93中在保压状态下推入环形油囊40中间的试样腔400内，当上载荷传感器51显示上活塞杆20承受压力时，说明保真试样7已经安装到位。然后关闭阀门舱92的阀门试样转移舱93拆下。
最后一步是，通过保压推送装置91a将下活塞杆30和下密封装置8在保压状态下推送至下缸体102内，并通过下密封装置8实现保压密封。如图9和图10所示，保压推送装置91a包括推送缸体1a、缸盖2a和推杆机构。推送缸体1a的中空腔室从下到上依次包括下推杆腔室、密封腔室12a和上推杆腔室13a，缸盖2a密封固定于推杆缸体1a的下端。推杆机构包括推杆驱动装置5a、推杆3a和与推杆3a上端固定连接的推杆头组件4a。推杆头组件4a的上端面上设有四个可分别插入旋转定位孔801的旋转杆42a。推杆3a上设有环形凸台30a，环形凸台30a的环形面积等于推杆3a的横截面积，环形凸台30a位于下推杆腔室内且与其密封配合。位于环形凸台30a上侧的推杆3a与密封腔室12a密封配合，位于环形凸台30a下侧的推杆3a穿过端盖2a且与端盖2a密封配合，伸出缸盖2a外侧的推杆3a与推杆驱动装置5a 连接。环形凸台30a将下推杆腔室分为两个腔室，分别为位于环形凸台30a下侧的第一腔室 111a和位于环形凸台30a上侧的第二腔室112a。推杆头组件4a位于上推杆腔室13a内。下活塞杆30在被推送之前，需要先将下密封装置8套装在下活塞杆30上，再将挡环33螺纹连接于下活塞杆30上，然后将弹簧41a套在下活塞杆30上。下活塞杆30和下密封装置8组装在一起后，将下活塞杆30的下端插入推杆头组件4a上端的中心孔内，并确保位于推杆头组件 4a上端面的旋转杆42a穿过旋转凹槽811后，插入到其对应的旋转定位孔801内。此时弹簧 41a的下端抵在推杆头组件4a的上端面上，弹簧41a上端抵在下密封装置8的下端面上。下活塞杆30和下密封装置8被装入保压推送装置91a后，如图8所示，将保压推送装置91a的上端口与阀门舱92的下端口密封连接，然后将第一腔室111a和上推杆腔室13a的管路连通并充满保压介质，调节压力与本发明伪三轴保压加载装置中压力相等。打开阀门舱92使得本发明伪三轴保压加载装置和保压推送装置91a内的保压液连通。手动或电动推动推杆3a向上行进，从而带动上推杆腔室13中的下活塞杆30和下密封装置8向上移动，当行至在本发明伪三轴保压加载装置的下缸体102内的挡块103时，旋转密封环80在推力作用下穿过挡块 103之间的卡槽后抵在下腔室15内的孔肩108处，定位卡环81被挡在挡块103的外侧，此时弹簧41a被压紧处于压缩状体，然后通过旋转推杆3a，将旋转密封环80的卡块800旋转至与挡块103的上端面配合，使得旋转密封环80的卡块800卡在挡块103与上缸体102的孔肩108之间，同时定位卡环81的定位块810被旋转至挡块103之间的卡槽处，在被压缩的弹簧41a的推力作用下，定位卡环81的定位块810依次进入挡块103之间的卡槽和卡块800之间的卡槽，定位卡环81的上端面与旋转密封环80的下端面再次配合在一起，可有效防止旋转密封环80因旋转错位而从挡块103之间的卡槽滑出。接着调节环形油囊40的环形内腔410 内的油压略大于中间的试样腔400的压力，使油囊尽可能密封包裹在试样外侧。关闭阀门舱 92，排出下补偿腔152和下平衡腔151中的保压液，在下平衡腔151中注入液压油，调节下平衡腔151中液压油的压力等于试样腔400中保压液的压力，并降低阀门舱和测试舱连接部位的保压液压力后将其排空。因为下活塞杆30的下环形凸台31的环形面积等于下活塞杆30 下端的横截面积，所以试样腔400作用在下活塞杆30上的压力被下平衡腔151作用在下活塞杆30上的压力抵消，活塞杆处于受力平衡状态，不会被试样腔400内的高压介质向外推动。此时可以依次拆掉保压推送装置和阀门舱，然后将下缸盖60通过螺栓固定在下缸体102的下端面，完成整个下活塞杆30的保压推送工作，并实现下缸体102的保压密封。
本发明伪三轴保压加载装置在完成上述安装后，可以将其竖直放置在单轴实验机上进行伪三轴保压加载实验。实验过程中可以根据实验需要分别调节上平衡腔111、下平衡腔151、环形油囊40的环形内腔410中的液压油压力。上补偿腔112中和下补偿腔152中的空气压力可根据实验需要进行调节，以补偿活塞自重的影响或辅助调节轴向载荷的大小。
利用本发明伪三轴保压加载装置完成对保真试样的伪三轴保压加载实验的方法如下：
首先将装好保真试样7的伪三轴保压加载装置竖直放置在单轴实验机上，然后对保真试样7分别进行静水压力试验、偏应力压缩实验、端部自由的加压实验和端部固定的挤压实验，四种实验的顺序不分先后其具体实验方法分别如下：
1.静水压力实验
将环形油囊40的环形内腔410与上平衡腔111和下平衡腔151的液压管路连通，同步对保真试样7施加静水压力，此时上、下活塞杆20，30不施加任何外载荷，上补偿腔112中调节增大空气压力以补偿上活塞重力的影响，下补偿腔152中调节减小空气压力以补偿下活塞重力的影响。试验中测量静水压力改变时保真试样7的轴向、径向变形以及声速变化和声发射事件。实验过程中，可伺服控制孔压不变并测定流入或流出试样腔400的孔隙液体积，也可将试样腔400的出入口封闭测定孔压的变化。
2.偏应力压缩实验
将环形油囊40的环形内腔410与上平衡腔111和下平衡腔151的液压管路连通，同步对保真试样7施加静水压力，上、下活塞杆20，30端部施加外载荷使其主动移动，测量不同静水压力和偏应力组合下保真试样7的轴向、径向变形以及声速变化和声发射事件。实验过程中，可伺服控制孔压不变并测定流入或流出试样腔400的孔隙液体积，也可将试样腔400的出入口封闭测定孔压的变化。
3.端部自由的加压实验
上平衡腔111、下平衡腔151和环形油囊40的环形内腔410的液压管路各自独立不连通，伺服控制上平衡腔111、下平衡腔151的液压与试样腔400内试样的孔隙压力相等，不限制活塞杆轴向移动，增大环形油囊40的环形内腔410的液压，对保真试样7施加环向挤压力。测量不同挤压力下保真试样7伸长时的轴向、径向变形以及声速变化和声发射事件。实验过程中，可伺服控制孔压不变并测定流入或流出试样腔400的孔隙液体积，也可将试样腔400 的出入口封闭测定孔压的变化。
4.端部固定的挤压实验
上平衡腔111、下平衡腔151和环形油囊40的环形内腔410的液压管路各自独立不连通，
伺服控制上平衡腔111、下平衡腔151的液压与试样腔400内试样的孔隙压力相等，固定活塞杆不动，增大环形油囊40的环形内腔410的液压，对保真试样7施加环向挤压力。测量不同挤压力下保真试样7伸长被束缚时的轴向、径向变形以及声速变化和声发射事件。实验过程中，可伺服控制孔压不变并测定流入或流出试样腔400的孔隙液体积，也可将试样腔400的出入口封闭测定孔压的变化。
通过利用本发明伪三轴保压加载装置对保真试样进行上述伪三轴加载实验，可以更加准确的获得保真试样的实验数据，有利于更加真实地研究岩石力学行为和测定岩石力学性能指标。
本发明伪三轴保压加载装置还可用于传统岩石试样的伪三轴加载实验，将传统岩石试样从下缸体下端口手动装入试样腔内，再安装下活塞杆组件、下密封装置以及下缸盖组件。安装完毕后，将装有传统岩石试样的本发明伪三轴保压加载装置放置在现有单轴试验机上就可进行伪三轴加载实验，使得现有的单轴试验机升级为伪三轴试验机。
本发明伪三轴保压加载装置相对于现有技术，可以更加方便的实施静水压力试验，同时还能够进行挤压试验，满足各种岩石伪三轴实验测试的需求。
本发明伪三轴保压加载装置与现有技术相比，本发明有益效果体现在：通过由上活塞杆、下活塞杆和环形油囊的内壁围成的试样腔来容纳保真试样；通过设置上、下平衡腔室、环形油囊的环形内腔以及试样腔压力实现对保真试样的保压，确保保真试样的保真状态；通过环形油囊和上、下活塞杆来实现对保真试样的伪三轴保压加载实验；通过设置在环形油囊的环形内腔内的多个测试装置来测试对保真试样进行伪三轴保压加载实验的实验数据，解决了现有技术中的三轴试验机无法对保真试样进行保压加载和测试的问题，提高了实验数据的准确度和可靠性，有利于更加真实地研究岩石力学行为和测定岩石力学性能指标。同时本发明伪三轴保压加载装置还便于移动，使用起来更方便，可以与传统单轴试验机配合使用，大大减少了实验成本。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
工业实用性
本发明伪三轴保压加载装置可以容纳保真试样，并能够实现对保真试样进行伪三轴保压加载实验提高了实验数据的准确度和可靠性，有利于更加真实地研究岩石力学行为和测定岩石力学性能指标。

Claims (9)

1.一种伪三轴保压加载装置，其特征在于：包括缸体(10)、上活塞杆(20)、下活塞杆(30)和环形油囊装置(4)，所述缸体(10)由上缸体(101)和下缸体(102)密封对接而成，所述上活塞杆(20)上设有上环形凸台(21)，所述上环形凸台(21)的环形面积等于上活塞杆(20)的横截面积，所述下活塞杆(30)上设有下环形凸台(31)，所述下环形凸台(31)的环形面积等于下活塞杆(30)的横截面积，所述缸体(10)的上下连通的中空腔室从上到下依次包括上腔室(11)、上密封腔(12)、围压腔(13)、下密封腔(14)和下腔室(15)，上缸盖(50)固定密封于所述缸体(10)的上端面，所述上环形凸台(21)与所述上腔室(11)密封配合，位于上环形凸台(21)下方的上活塞杆(20)与所述上密封腔(12)密封配合，位于上环形凸台(21)上方的所述上活塞杆(20)向上穿过所述上缸盖(50)并与上缸盖(50)密封配合，所述上活塞杆(20)的上环形凸台(21)将所述上腔室(11)分为两个相互独立的腔室，分别是位于其上方的上平衡腔(111)和位于其下方的上补偿腔(112)，所述缸体(10)的下腔室(15)的下端口内设有与下端口密封配合的下密封装置(8)，下缸盖(60)固定于所述缸体(10)的下端面，位于下环形凸台(31)上方的所述下活塞杆(30)与所述下密封腔(14)密封配合，所述下环形凸台(31)与所述下腔室(15)密封配合，位于下环形凸台(31)下方的下活塞杆(30)向下依次穿过下密封装置(8)的内孔和下缸盖(60)，且下活塞杆(30)与下密封装置(8)的内孔密封配合，所述下活塞杆(30)的下环形凸台(31)将所述下腔室(15)分为两个相互独立的腔室，分别是位于其下方的下平衡腔(151)和位于其上方的下补偿腔(152)，所述环形油囊装置(4)置于所述围压腔(13)内，所述环形油囊装置(4)包括油囊架(41)和固定于所述油囊架(41)内的环形油囊(40)，所述油囊架(41)嵌入围压腔(13)内壁上与其配合的凹槽内，当环形油囊(40)的环形内腔(410)充满介质时，环形油囊(40)的外壁与所述围压腔(13)内壁贴合在一起，保真试样(7)置于由所述上活塞杆(20)的下端面、所述下活塞杆(30)的上端面和所述环形油囊(40)的内壁围成的试样腔(400)内，所述环形油囊(40)的环形内腔(410)内设有多个测试装置，所述环形内腔(410)、试样腔(400)、上平衡腔(111)、上补偿腔(112)、下平衡腔(151)和下补偿腔(152)为相互独立的腔室且各自设有独立的进、出口管路。
2.根据权利要求1中所述的伪三轴保压加载装置，其特征在于：所述油囊架(41)包括上环形体(411)、下环形体(412)和多个连接杆(413)，所述连接杆(413)为向外凸起的C形体，连接杆(413)的上端连接于上环形体(411)的外侧面，连接杆(413)的下端连接于下环形体(412)的外侧面，所述上环形体(411)、下环形体(412)、连接杆(413)分别嵌入所述围压腔(13)内壁上与其配合的凹槽内，所述上环形体(411)、下环形体(412)端面及内侧面与所述围压强内壁上的凹槽密封配合，所述上环形体(411)、下环形体(412)、连接杆(413)的外侧面上开设有用于布置导线的凹槽。
3.根据权利要求2中所述的伪三轴保压加载装置，其特征在于：所述上缸盖(50)的上端面上设有上活塞杆(20)的上限位装置，所述下缸盖(60)的下端面上设有下活塞杆(30)的下限位装置。
4.根据权利要求3中所述的伪三轴保压加载装置，其特征在于：所述上缸盖(50)的上端面上还设有用于测量上活塞杆(20)的上载荷传感器(51)和上位移计(55)，所述下缸盖(60)下端面上设有用于测量下活塞杆(30)的下载荷传感器(61)和下位移计(65)。
5.根据权利要求2所述的伪三轴保压加载装置，其特征在于：所述测试装置分别为径向位移传感器(43)、声发监测计(44)、温度计(45)，所述环形油囊(41)内还设有加热棒(46)或制冷棒。
6.根据权利要求5所述的伪三轴保压加载装置，其特征在于：所述上活塞杆(20)的下端面设有上压盘组件(22)，所述下活塞杆(30)的上端面设有下压盘组件(32)，所述上压盘组件(22)和下压盘组件(32)结构相同，各自均包括固定于活塞杆端面上的压盘和装在所述压盘的与保真试样(7)接触端的横波波速探头、纵波波速探头和声发射探头，所述上、下活塞杆(20，30)的轴心处分别开有与上、下压盘组件(22，32)的压盘连通的通孔，所述通孔内可放置测量轴向位移的测量装置，所述上、下压盘组件(22，32)的压盘分别与所述上、下活塞杆(20，30)的轴心处的通孔密封配合。
7.根据权利要求6中所述的伪三轴保压加载装置，其特征在于：在所述环形油囊(40)的外壁上设有一层隔热垫(42)，用于隔绝环形油囊(40)的环形内腔(410)与油囊架(41)和围压腔(13)内壁之间的热传递。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的伪三轴保压加载装置，其特征在于：下密封装置(8)包括旋转密封环(80)和定位卡环(81)，所述下缸体(102)的下端口内侧面上沿周向间隔分布有多个向内凸起的挡块(103)，所述旋转密封环(80)的下端外侧面上沿周向设有与所述挡块(103)相对应的卡块(800)，所述旋转密封环(80)的卡块(800)从下端分别插入下缸体(102)的挡块(103)之间的卡槽，然后继续向上至挡块(103)的上方，经旋转后卡块(800)卡在挡块(103)的上端面和下腔室(15)内的孔肩(108)之间，所述旋转密封环(80)的内侧面与下活塞杆(30)密封配合，所述旋转密封环(80)上端的外侧面与下腔室(15)内壁密封配合，所述定位卡环(81)的外侧面沿周向设有向外凸起的且与挡块(103)之间的卡槽对应的定位块(810)，所述定位块(810)的上端面高出所述定位卡环(81)的上端面，所述定位块(810)插入挡块(103)之间的卡槽和卡块(800)之间的卡槽后，所述定位卡环(81)的上端面与旋转密封环(80)的下端面配合，所述定位卡环(81)的下端面与下缸体(102)的下端面齐平。
9.一种利用权利要求8所述的伪三轴保压加载装置对保真试样进行伪三轴保压加载实验的方法，其特征在于：
首先将装好保真试样(7)的伪三轴保压加载装置竖直放置在单轴实验机上，然后对保真试样(7)分别进行静水压力试验、偏应力压缩实验、端部自由的加压实验和端部固定的挤压实验，四种实验的顺序不分先后其具体实验方法分别如下：
a.在进行静水压力实验时，将环形油囊(40)的环形内腔(410)与上平衡腔(111)和下平衡腔(151)的液压管路连通，同步对保真试样(7)施加静水压力；此时上、下活塞杆(20，30)不施加任何外载荷，上补偿腔(112)中调节增大空气压力以补偿上活塞重力的影响，下补偿腔(152)中调节减小空气压力以补偿下活塞重力的影响；试验中测量静水压力改变时保真试样(7)的轴向、径向变形以及声速变化和声发射事件；实验过程中，可伺服控制孔压不变并测定流入或流出试样腔(400)的孔隙液体积，也可将试样腔(400)的出入口封闭测定孔压的变化；
b.在进行偏应力压缩实验时，将环形油囊(40)的环形内腔(410)与上平衡腔(111)和下平衡腔(151)的液压管路连通，同步对保真试样(7)施加静水压力，上、下活塞杆(20，30)端部施加外载荷使其主动移动；测量不同静水压力和偏应力组合下保真试样(7)的轴向、径向变形以及声速变化和声发射事件；实验过程中，可伺服控制孔压不变并测定流入或流出试样腔(400)的孔隙液体积，也可将试样腔(400)的出入口封闭测定孔压的变化；
c.在进行端部自由的加压实验时，上平衡腔(111)、下平衡腔(151)和环形油囊(40)的环形内腔(410)的液压管路各自独立不连通，伺服控制上平衡腔(111)、下平衡腔(151)的液压与试样腔(400)内试样的孔隙压力相等，不限制活塞杆轴向移动，增大环形油囊(40)的环形内腔(410)的液压，对保真试样(7)施加环向挤压力；测量不同挤压力下保真试样(7)伸长时的轴向、径向变形以及声速变化和声发射事件；实验过程中，可伺服控制孔压不变并测定流入或流出试样腔(400)的孔隙液体积，也可将试样腔(400)的出入口封闭测定孔压的变化；
d.在进行端部固定的挤压实验时，上平衡腔(111)、下平衡腔(151)和环形油囊(40)的环形内腔(410)的液压管路各自独立不连通，伺服控制上平衡腔(111)、下平衡腔(151)的液压与试样腔(400)内试样的孔隙压力相等，固定活塞杆不动，增大环形油囊(40)的环形内腔(410)的液压，对保真试样(7)施加环向挤压力；测量不同挤压力下保真试样(7)伸长被束缚时的轴向、径向变形以及声速变化和声发射事件；实验过程中，可伺服控制孔压不变并测定流入或流出试样腔(400)的孔隙液体积，也可将试样腔(400)的出入口封闭测定孔压的变化。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116359033B (zh) * 2023-06-01 2023-08-04 成都光创联科技有限公司 一种压力快速测试装置
CN117760833B (zh) * 2024-02-20 2024-04-19 中国特种设备检测研究院 一种高压氢环境宽温阈单双轴压缩测试装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101182856A (zh) * 2007-12-18 2008-05-21 中国南车集团株洲车辆厂 胶囊式单作用活塞推力液压缸
WO2014161769A1 (de) * 2013-04-02 2014-10-09 Thyssenkrupp Marine Systems Gmbh Rudermaschine
CN205404294U (zh) * 2016-03-01 2016-07-27 安徽理工大学 大尺寸层状承压岩石真三轴加卸载试验装置
CN108131355A (zh) * 2018-01-12 2018-06-08 中铁工程机械研究设计院有限公司 水下用具泄压检测且能自动补油保压的压力补偿装置
CN207848094U (zh) * 2018-01-12 2018-09-11 中铁工程机械研究设计院有限公司 水下用具泄压检测且能自动补油保压的压力补偿装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11761865B2 (en) * 2020-12-23 2023-09-19 Deep Well Mining Laboratory Branch Of Shandong Gold Mining Technology Co., Ltd Rock true triaxial dynamic compression-shear test equipment and method under deep complex structure conditions

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101182856A (zh) * 2007-12-18 2008-05-21 中国南车集团株洲车辆厂 胶囊式单作用活塞推力液压缸
WO2014161769A1 (de) * 2013-04-02 2014-10-09 Thyssenkrupp Marine Systems Gmbh Rudermaschine
CN205404294U (zh) * 2016-03-01 2016-07-27 安徽理工大学 大尺寸层状承压岩石真三轴加卸载试验装置
CN108131355A (zh) * 2018-01-12 2018-06-08 中铁工程机械研究设计院有限公司 水下用具泄压检测且能自动补油保压的压力补偿装置
CN207848094U (zh) * 2018-01-12 2018-09-11 中铁工程机械研究设计院有限公司 水下用具泄压检测且能自动补油保压的压力补偿装置

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