CN116539414B - 一种配备ct扫描的岩石真三轴试验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于岩石力学试验与岩石力学试验设备领域，具体涉及了一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统，旨在解决现有技术中，试验系统框架刚度不够、高压管路、电线、信号线旋转时缠绕问题，反力框架、加载作动器遮挡射线的问题。本发明包括：真三轴加载系统、高能加速器CT扫描系统；高能加速器CT扫描系统配置在真三轴加载系统内部，高能加速器CT扫描系统用于对立方体岩石样品内部结构成像，并在成像时通过真三轴加载系统中的多个活塞杆加长杆能够持续对立方体岩石样品施加应力。本发明能够减少射线衰减，保证成像质量，保证加载过程中平稳、顺畅，能够有效解决反力框架、加载作动器遮挡射线的问题。
Description
技术领域
本发明属于岩石力学试验与岩石力学试验设备领域，具体涉及了一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统及方法。
背景技术
岩石在三维地应力、温度、流体作用下的破裂演化过程是地球科学领域的前沿科学问题。深入了解岩石内部微裂纹形成、扩展、贯穿、失稳破坏对于重大工程建设、能源资源高效开发、地球深部断层活化认识与评价至关重要。因此，打开岩石破裂的黑匣子，获取岩石破裂演化过程，精确预测岩石破裂及其位置，具有重要的工程和科学意义。
CT扫描实时系统配合岩石真三轴试验系统使岩石在三维地应力、温度、流体作用下的动态破裂演化研究透明化、直观化。国内外众多学者开展了相关研究，且取得了一批成果。但所采用的CT扫描岩石三轴试验系统或多或少存在一定缺点。
中国发明专利202010911726 .6公布了一种CT扫描用刚柔型真三轴注浆渗流耦合试验装置及方法，包括。包括第一主应力加载系统、第二主应力加载系统、第三主应力柔性加载系统、刚性垫板组合系统、底座部分、注浆系统、出浆系统、数据收集系统组成，能够进行试样压裂真三轴注浆渗流试验，能够在CT扫描图像中获得注浆渗流试验中某一阶段的裂隙分形维数、渗透系数、浆液扩散与充填情况的变化规律，研究浆液渗流过程中浆-岩耦合机理。但是相关系统针对CT成像必须的360度旋转问题以及因此带来的注浆管路、加载系统液压管路、信号线路等缠绕问题未有提出解决方案。
中国发明专利201510577392.2公布了一种带CT实时扫描系统的岩石真三轴试验系统及方法，包括真三轴压力盒，真三轴主机框架，加载装置，以及CT扫描装置；真三轴主机框架及扫描区域内部件采用碳纤维材料，用于减小CT射线的衰减，但这同时带来了新的问题，即碳纤维材料刚度不够，当进行硬岩试验时，框架变形较大，会积蓄弹性势能，当岩石到达峰值强度后，框架积蓄的弹性势能瞬间释放，导致岩石样品直接破坏，无法获得岩石全应力应变曲线（这也是为什么此发明最大加载力只有100KN的原因）。另外，此发明专利同样没有提及管线缠绕问题的解决方案。
中国发明专利202010973324 .9公布了一种融合微观CT在线扫描的岩石真三轴试验系统及方法，包括真三轴试验仪、自动转盘、CT射线源、CT探测器、控制柜及控制台。真三轴试验仪直接放置于自动转盘上方，自动转盘带着真三轴一起旋转，气液管路均采用柔性管路。试验过程中需提前整理气液管路，防止气液管路打结，试验过程中注意观察气液管路的缠绕情况。这增加了实验过程中的工作量，以及风险程度。因为，CT具有一定辐射，试验过程中人员不能在试验现场，只能远程操作，而且液压管路需要具有一定的承压能力，即使采用柔性液压管，在加载的时候管路也会由于高压液压油的存在也会变得硬，这也增加了旋转时管路旋转的难度。另外，此发明中，岩石样品四周不仅有反力框架遮挡，还有多个应力作动器遮挡，这造成了严重的射线衰减，致使岩石无法成像或成像质量极差。
中国发明专利202011400744 .4公布了一种高压硬岩破裂过程真三轴实时扫描CT测试装置及方法，能够研究高压硬岩破裂过程，但此发明同样针对加载作动器、围压管路、压力传感器信号线路的缠绕问题未做技术说明。
基于此，本发明提供了一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即现有技术中，试验系统框架刚度不够、高压管路、电线、信号线旋转时缠绕问题，反力框架、加载作动器遮挡射线的问题，本发明提供了一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统，包括：真三轴加载系统、高能加速器CT扫描系统；
所述真三轴加载系统与地面固定，所述真三轴加载系统用于对立方体岩石样品施加真三轴应力；
所述高能加速器CT扫描系统配置在所述真三轴加载系统内部，所述高能加速器CT扫描系统用于对所述立方体岩石样品内部结构成像，并围绕所述立方体岩石样品转动。
在一些优选的实施方式中，所述真三轴加载系统包括：真三轴反力框架、第一加载垫板、压力传感器、立方体岩石样品、第一轴加载系统、第二轴加载系统、第三轴加载系统；
所述第一轴加载系统包括：第一加载油缸、第一活塞加长杆、第一活塞导向架、第一位移传感器；
所述真三轴反力框架与地面固定，所述真三轴反力框架与所述第一加载油缸固定，所述第一加载油缸的活塞杆与所述压力传感器的一端固定，所述压力传感器的另一端与所述第一活塞加长杆固定，所述第一活塞加长杆穿过所述高能加速器CT扫描系统并与所述第一加载垫板固定，所述第一加载垫板用于挤压所述立方体岩石样品，所述立方体岩石样品与所述高能加速器CT扫描系统连接，所述第一活塞加长杆配置在所述第一活塞导向架内，所述第一活塞导向架与所述真三轴反力框架固定；
所述第一位移传感器与所述第一加载油缸固定，所述第一位移传感器用于测量所述第一活塞加长杆的移动距离；
所述第一加载油缸、所述第一活塞加长杆、所述第一活塞导向架、所述第一位移传感器、所述第一加载垫板、所述压力传感器沿所述真三轴反力框架的中线对称设置两组；
所述第二轴加载系统、所述第三轴加载系统均与所述真三轴反力框架固定。
在一些优选的实施方式中，所述第二轴加载系统包括：第二加载油缸、第二活塞加长杆、第二活塞导向架、第二位移传感器；
所述真三轴反力框架与所述第二加载油缸固定，所述第二加载油缸的活塞杆与所述压力传感器的一端固定，所述压力传感器的另一端与所述第二活塞加长杆固定，所述第二活塞加长杆穿过所述高能加速器CT扫描系统并与所述第一加载垫板固定，所述第一加载垫板用于挤压所述立方体岩石样品，所述第二活塞加长杆配置在所述第二活塞导向架内，所述第二活塞导向架与所述真三轴反力框架固定；
所述第二位移传感器与所述第二加载油缸固定，所述第二位移传感器用于测量所述第二活塞加长杆的移动距离；
所述第二加载油缸、所述第二活塞加长杆、所述第二活塞导向架、所述第二位移传感器、所述第一加载垫板、所述压力传感器沿所述真三轴反力框架的中线对称设置两组。
在一些优选的实施方式中，所述第三轴加载系统包括：第三加载油缸、第三位移传感器、第二加载垫板；
所述真三轴反力框架与所述第三加载油缸固定，所述第三加载油缸的活塞杆与所述压力传感器的一端固定，所述压力传感器的另一端与所述第二加载垫板固定，所述第二加载垫板用于挤压所述立方体岩石样品；
所述第三位移传感器与所述第三加载油缸固定，所述第三位移传感器用于测量所述第二加载垫板的移动距离。
在一些优选的实施方式中，所述高能加速器CT扫描系统包括高能加速器CT支撑底座、转台定子、旋转拖链、转台转子、探测器支架、探测器、探测器升降系统、射线源机架、射线源、射线源升降系统；
所述高能加速器CT支撑底座的下表面与所述真三轴反力框架连接，所述高能加速器CT支撑底座的上表面与所述立方体岩石样品和所述转台定子连接，所述转台定子与所述转台转子轴承连接；
所述转台转子与所述探测器支架固定，所述探测器支架与所述探测器升降系统固定，所述探测器升降系统与所述探测器固定，所述探测器用于对所述立方体岩石样品内部结构成像；
所述转台转子与所述射线源机架固定，所述射线源机架与所述射线源升降系统固定，所述射线源升降系统与所述射线源固定，所述射线源用于向所述立方体岩石样品发射X射线；
所述立方体岩石样品与所述高能加速器CT支撑底座连接，所述旋转拖链的一端与所述转台转子固定，所述旋转拖链能够盘绕在所述转台定子的外圆周面上，所述旋转拖链用于牵引所述高能加速器CT扫描系统的CT线路。
在一些优选的实施方式中，所述高能加速器CT支撑底座包括底座连接板、CT支撑凸台、下反力垫块；
所述底座连接板的下表面与所述真三轴反力框架固定，所述底座连接板的上表面与多个所述CT支撑凸台固定，多个所述CT支撑凸台与所述转台定子固定；
所述底座连接板的上表面与所述下反力垫块的下表面固定，所述下反力垫块的上表面与所述立方体岩石样品固定。
在一些优选的实施方式中，所述系统还包括油源动力系统，所述油源动力系统与地面固定，所述油源动力系统用于为真三轴加载系统提供动力源。
在一些优选的实施方式中，所述系统还包括综合控制系统，所述综合控制系统与地面固定，所述综合控制系统用于真三轴加载系统的加载控制、信号采集以及高能加速器CT扫描系统的光电信号、控制信号的控制采集。
在一些优选的实施方式中，所述下反力垫块用于为所述立方体岩石样品提供支撑反力。
在一些优选的实施方式中，所述第一加载垫板的材料为钛合金或航空铝合金。
本发明的有益效果：
本发明采用多组活塞加长杆使加载装置处于CT扫面视野范围外，减少射线衰减，保证成像质量，同时设置了多个活塞导向架用于限制活塞加长杆的晃动，保证加载过程中平稳、顺畅，能够有效解决反力框架、加载作动器遮挡射线的问题，同时，采用了低密度合金材料作为加载垫板，能够保证刚度的同时对射线吸收较少，提高成像的质量。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明的一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统的等轴测图；
图2是本发明的一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统的正视图；
图3是本发明的一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统的高能加速器CT扫描系统等轴视图；
图4是本发明的一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统的高能加速器CT扫描系统正视图；
图5是本发明的一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统的高能加速器CT支撑底座示意图；
图6是本发明的一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统的真三轴加载系统的等轴侧视图；
图7是本发明的一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统的真三轴加载系统的正视图；
图8是本发明的一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统的真三轴加载系统的左右剖视图；
图9是本发明的一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统的真三轴加载系统的前后剖视图；
图10是本发明的一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统的真三轴加载系统的后方力加载传递图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1-10所示，参见图1、图2、图8，本发明第一实施例提供了一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统，包括：真三轴加载系统1、高能加速器CT扫描系统2；
所述真三轴加载系统1与地面固定，所述真三轴加载系统1用于对立方体岩石样品1.23施加真三轴应力；
所述高能加速器CT扫描系统2配置在所述真三轴加载系统1内部，所述高能加速器CT扫描系统2用于对所述立方体岩石样品1.23内部结构成像，并围绕所述立方体岩石样品1.23转动。
优选的，参见图6、图9、图10，所述真三轴加载系统1包括：真三轴反力框架1.1、第一加载垫板1.20、压力传感器1.22、立方体岩石样品1.23、第一轴加载系统、第二轴加载系统、第三轴加载系统；
所述第一轴加载系统包括：第一加载油缸1.2、第一活塞加长杆1.3、第一活塞导向架1.4、第一位移传感器1.5；
所述真三轴反力框架1.1与地面固定，所述真三轴反力框架1.1与所述第一加载油缸1.2固定，所述第一加载油缸1.2的活塞杆与所述压力传感器1.22的一端固定，所述压力传感器1.22的另一端与所述第一活塞加长杆1.3固定，所述第一活塞加长杆1.3穿过所述高能加速器CT扫描系统2并与所述第一加载垫板1.20固定，所述第一加载垫板1.20用于挤压所述立方体岩石样品1.23，所述立方体岩石样品1.23与所述高能加速器CT扫描系统2连接，所述第一活塞加长杆1.3配置在所述第一活塞导向架1.4内，所述第一活塞导向架1.4与所述真三轴反力框架1.1固定；
所述第一位移传感器1.5与所述第一加载油缸1.2固定，所述第一位移传感器1.5用于测量所述第一活塞加长杆1.3的移动距离；
所述第一加载油缸1.2、所述第一活塞加长杆1.3、所述第一活塞导向架1.4、所述第一位移传感器1.5、所述第一加载垫板1.20、所述压力传感器1.22沿所述真三轴反力框架1.1的中线对称设置两组；
所述第二轴加载系统、所述第三轴加载系统均与所述真三轴反力框架1.1固定。
其中，所述第二加载油缸1.10、所述第二活塞加长杆1.11、所述第二活塞导向架1.12、所述第二位移传感器1.13、所述第一加载垫板1.20、所述压力传感器1.22沿所述真三轴反力框架1.1的中线对称设置两组的具体结构为：
所述第一轴加载系统还包括：第四加载油缸1.6、第四活塞加长杆1.7、第四活塞导向架1.8、第四位移传感器1.9；
所述真三轴反力框架1.1与所述第四加载油缸1.6固定，所述第四加载油缸1.6的活塞杆与所述压力传感器1.22的一端固定，所述压力传感器1.22的另一端与所述第四活塞加长杆1.7固定，所述第四活塞加长杆1.7穿过所述高能加速器CT扫描系统2并与所述第一加载垫板1.20固定，所述第四活塞加长杆1.7配置在所述第四活塞导向架1.8内，所述第四活塞导向架1.8与所述真三轴反力框架1.1固定；
所述第四位移传感器1.9与所述第四加载油缸1.6固定，所述第四位移传感器1.9用于测量所述第四活塞加长杆1.7的移动距离。
其中，所述第一轴加载系统在本系统中，处于水平方向中的前后方向的应力加载系统。
优选的，参见图6、图7、图8、图9，所述第二轴加载系统包括：第二加载油缸1.10、第二活塞加长杆1.11、第二活塞导向架1.12、第二位移传感器1.13；
所述真三轴反力框架1.1与所述第二加载油缸1.10固定，所述第二加载油缸1.10的活塞杆与所述压力传感器1.22的一端固定，所述压力传感器1.22的另一端与所述第二活塞加长杆1.11固定，所述第二活塞加长杆1.11穿过所述高能加速器CT扫描系统2并与所述第一加载垫板1.20固定，所述第一加载垫板1.20用于挤压所述立方体岩石样品1.23，所述第二活塞加长杆1.11配置在所述第二活塞导向架1.12内，所述第二活塞导向架1.12与所述真三轴反力框架1.1固定；
所述第二位移传感器1.13与所述第二加载油缸1.10固定，所述第二位移传感器1.13用于测量所述第二活塞加长杆1.11的移动距离；
所述第二加载油缸1.10、所述第二活塞加长杆1.11、所述第二活塞导向架1.12、所述第二位移传感器1.13、所述第一加载垫板1.20、所述压力传感器1.22沿所述真三轴反力框架1.1的中线对称设置两组。
其中，所述第二加载油缸1.10、所述第二活塞加长杆1.11、所述第二活塞导向架1.12、所述第二位移传感器1.13、所述第一加载垫板1.20、所述压力传感器1.22沿所述真三轴反力框架1.1的中线对称设置两组的具体结构为：
所述第二轴加载系统还包括：第五加载油缸1.14、第五活塞加长杆1.15、第五活塞导向架1.16、第五位移传感器1.17；
所述真三轴反力框架1.1与所述第五加载油缸1.14固定，所述第五加载油缸1.14的活塞杆与所述压力传感器1.22的一端固定，所述压力传感器1.22的另一端与所述第五活塞加长杆1.15固定，所述第五活塞加长杆1.15穿过所述高能加速器CT扫描系统2并与所述第一加载垫板1.20固定，所述第五活塞加长杆1.15配置在所述第五活塞导向架1.16内，所述第五活塞导向架1.16与所述真三轴反力框架1.1固定；
所述第五位移传感器1.17与所述第五加载油缸1.14固定，所述第五位移传感器1.17用于测量所述第五活塞加长杆1.15的移动距离。
其中，设置所述第一活塞加长杆1.3、第二活塞加长杆1.11、第四活塞加长杆1.7、第五活塞加长杆1.15的目的在于：使上述装置处于CT扫面视野范围外，减少射线衰减，保证成像质量。
其中，通过设置所述第一活塞导向架1.4、第二活塞导向架1.12、第四活塞导向架1.8、第五活塞导向架1.16的目的在于：用于限制对应的活塞加长杆的晃动，保证加载过程中平稳、顺畅。
其中，所述第二轴加载系统在本系统中，处于水平方向中的左右方向的应力加载系统。
其中，在本实施例中，与多个活塞杆加长杆固定的加载垫板均为第一加载垫板1.20，与多个加载油缸的活塞杆固定的传感器均为压力传感器1.22。
优选的，参见图6、图7、图8，所述第三轴加载系统包括：第三加载油缸1.18、第三位移传感器1.19、第二加载垫板1.21；
所述真三轴反力框架1.1与所述第三加载油缸1.18固定，所述第三加载油缸1.18的活塞杆与所述压力传感器1.22的一端固定，所述压力传感器1.22的另一端与所述第二加载垫板1.21固定，所述第二加载垫板1.21用于挤压所述立方体岩石样品1.23；
所述第三位移传感器1.19与所述第三加载油缸1.18固定，所述第三位移传感器1.19用于测量所述第二加载垫板1.21的移动距离。
其中，所述第三轴加载系统在本系统中，处于竖直方向中沿自上至下的方向施加应力。
优选的，参见图2、图3、图4，所述高能加速器CT扫描系统2包括高能加速器CT支撑底座2.1、转台定子2.2、旋转拖链2.3、转台转子2.4、探测器支架2.5、探测器2.6、探测器升降系统2.7、射线源机架2.8、射线源2.9、射线源升降系统2.10；
所述高能加速器CT支撑底座2.1的下表面与所述真三轴反力框架1.1连接，所述高能加速器CT支撑底座2.1的上表面与所述立方体岩石样品1.23和所述转台定子2.2连接，所述转台定子2.2与所述转台转子2.4轴承连接；
所述转台转子2.4与所述探测器支架2.5固定，所述探测器支架2.5与所述探测器升降系统2.7固定，所述探测器升降系统2.7与所述探测器2.6固定，所述探测器2.6用于对所述立方体岩石样品1.23内部结构成像；
所述转台转子2.4与所述射线源机架2.8固定，所述射线源机架2.8与所述射线源升降系统2.10固定，所述射线源升降系统2.10与所述射线源2.9固定，所述射线源2.9用于向所述立方体岩石样品1.23发射X射线；
所述立方体岩石样品1.23与所述高能加速器CT支撑底座2.1连接，所述旋转拖链2.3的一端与所述转台转子2.4固定，所述旋转拖链2.3能够盘绕在所述转台定子2.2的外圆周面上，所述旋转拖链2.3用于牵引所述高能加速器CT扫描系统2的CT线路。
其中，高能加速器CT支撑底座2.1用于支撑转台绕过多个活塞加长杆，避免高能加速器CT扫描系统2旋转时与多个活塞加长杆干涉，以及提供立方体岩石样品1.23支撑反力；通过转台定子2.2和转台转子2.4协同工作，携射线源2.9和探测器2.6相对立方体岩石样品1.23360度旋转，探测器升降系统2.7与射线源升降系统2.10用于调整CT扫描位置，保证立方体岩石样品1.23处于CT最佳视野范围内，射线源2.9用于产生X射线，探测器2.6用于接收衰减后射线，并探测成像。旋转拖链2.3用于CT线路的盘绕，避免由于旋转引起的线路缠绕问题。
优选的，参见图4、图5，所述高能加速器CT支撑底座2.1包括底座连接板2.1.1、CT支撑凸台2.1.2、下反力垫块2.1.3；
所述底座连接板2.1.1的下表面与所述真三轴反力框架1.1固定，所述底座连接板2.1.1的上表面与多个所述CT支撑凸台2.1.2固定，多个所述CT支撑凸台2.1.2与所述转台定子2.2固定；
所述底座连接板2.1.1的上表面与所述下反力垫块2.1.3的下表面固定，所述下反力垫块2.1.3的上表面与所述立方体岩石样品1.23固定。
其中，所述CT支撑凸台2.1.2沿所述底座连接板2.1.1的上表面周向均匀分布多个。
优选的，参见图1、图2，所述系统还包括油源动力系统3，所述油源动力系统3与地面固定，所述油源动力系统3用于为真三轴加载系统1提供动力源。
优选的，参见图1、图2，所述系统还包括综合控制系统4，所述综合控制系统4与地面固定，所述综合控制系统4用于真三轴加载系统1的加载控制、信号采集以及高能加速器CT扫描系统2的光电信号、控制信号的控制采集。
优选的，参见图5，所述下反力垫块2.1.3用于为所述立方体岩石样品1.23提供支撑反力。
优选的，参见图6、图8、图9，所述第一加载垫板1.20的材料为钛合金或航空铝合金。
其中，所述第一加载垫板1.20可采用刚强度、低密度合金材料，如钛合金、航空铝合金等，保证刚度的同时对射线吸收较少。
如图1-10所示，本发明第二实施例提供了一种配备CT扫描的岩石真三轴试验方法，基于一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统，包括如下步骤：
S1、将第一加载垫板1.20、第二加载垫板1.21、立方体岩石样品1.23从真三轴加载系统1中移除；
S2、调整射线源2.9、探测器2.6使两者对齐，且两者中间无物品遮挡，打开高能加速器CT扫描系统2，进行本底空扫；
S3、空扫完成后，将立方体岩石样品1.23组装在第一加载垫板1.20内，并安装于真三轴加载系统1内；
S4、检查传感器线路、下反力垫块2.1.3连接情况；
S5、保证无误后，启动第一轴加载系统、第二轴加载系统，时间水平应力至试验目标值；
S6、启动高能加速器CT扫描系统2，进行立方体岩石样品1.23真三轴加载初始阶段扫描；
S7、启动第三轴加载系统，对立方体岩石样品1.23进行持续加载，并记录应力-应变曲线；
S8、当第三轴加载系统应力加载至一定目标值后，停止加载并保持，再次启动高能加速器CT扫描系统2，对立方体岩石样品1.23真三轴加载进行第二阶段扫描；
S9、跳转至S7，并重复S7-S8，根据试验方案扫描多个加载阶段，直至岩石最终加载破坏；
S10、将第三轴加载系统卸载至0，然后卸载第一轴加载系统、第二轴加载系统的水平应力；
S11、拆除试验立方体岩石样品1.23，整理试验数据、拍照描述破坏后立方体岩石样品1.23；
S12、试验结束。
上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。
术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统，其特征在于，包括如下系统：真三轴加载系统（1）、高能加速器CT扫描系统（2）；
所述真三轴加载系统（1）与地面固定，所述真三轴加载系统（1）用于对立方体岩石样品（1.23）施加真三轴应力；
所述高能加速器CT扫描系统（2）配置在所述真三轴加载系统（1）内部，所述高能加速器CT扫描系统（2）用于对所述立方体岩石样品（1.23）内部结构成像，并围绕所述立方体岩石样品（1.23）转动；
所述真三轴加载系统（1）包括：真三轴反力框架（1.1）、第一加载垫板（1.20）、压力传感器（1.22）、立方体岩石样品（1.23）、第一轴加载系统、第二轴加载系统、第三轴加载系统；
所述第一轴加载系统包括：第一加载油缸（1.2）、第一活塞加长杆（1.3）、第一活塞导向架（1.4）、第一位移传感器（1.5）；
所述真三轴反力框架（1.1）与地面固定，所述真三轴反力框架（1.1）与所述第一加载油缸（1.2）固定，所述第一加载油缸（1.2）的活塞杆与所述压力传感器（1.22）的一端固定，所述压力传感器（1.22）的另一端与所述第一活塞加长杆（1.3）固定，所述第一活塞加长杆（1.3）穿过所述高能加速器CT扫描系统（2）并与所述第一加载垫板（1.20）固定，所述第一加载垫板（1.20）用于挤压所述立方体岩石样品（1.23），所述立方体岩石样品（1.23）与所述高能加速器CT扫描系统（2）连接，所述第一活塞加长杆（1.3）配置在所述第一活塞导向架（1.4）内，所述第一活塞导向架（1.4）与所述真三轴反力框架（1.1）固定；
所述第一位移传感器（1.5）与所述第一加载油缸（1.2）固定，所述第一位移传感器（1.5）用于测量所述第一活塞加长杆（1.3）的移动距离；
所述第一加载油缸（1.2）、所述第一活塞加长杆（1.3）、所述第一活塞导向架（1.4）、所述第一位移传感器（1.5）、所述第一加载垫板（1.20）、所述压力传感器（1.22）沿所述真三轴反力框架（1.1）的中线对称设置两组；
所述第二轴加载系统、所述第三轴加载系统均与所述真三轴反力框架（1.1）固定；
所述第二轴加载系统包括：第二加载油缸（1.10）、第二活塞加长杆（1.11）、第二活塞导向架（1.12）、第二位移传感器（1.13）；
所述真三轴反力框架（1.1）与所述第二加载油缸（1.10）固定，所述第二加载油缸（1.10）的活塞杆与所述压力传感器（1.22）的一端固定，所述压力传感器（1.22）的另一端与所述第二活塞加长杆（1.11）固定，所述第二活塞加长杆（1.11）穿过所述高能加速器CT扫描系统（2）并与所述第一加载垫板（1.20）固定，所述第一加载垫板（1.20）用于挤压所述立方体岩石样品（1.23），所述第二活塞加长杆（1.11）配置在所述第二活塞导向架（1.12）内，所述第二活塞导向架（1.12）与所述真三轴反力框架（1.1）固定；
所述第二位移传感器（1.13）与所述第二加载油缸（1.10）固定，所述第二位移传感器（1.13）用于测量所述第二活塞加长杆（1.11）的移动距离；
所述第二加载油缸（1.10）、所述第二活塞加长杆（1.11）、所述第二活塞导向架（1.12）、所述第二位移传感器（1.13）、所述第一加载垫板（1.20）、所述压力传感器（1.22）沿所述真三轴反力框架（1.1）的中线对称设置两组；
所述第三轴加载系统包括：第三加载油缸（1.18）、第三位移传感器（1.19）、第二加载垫板（1.21）；
所述真三轴反力框架（1.1）与所述第三加载油缸（1.18）固定，所述第三加载油缸（1.18）的活塞杆与所述压力传感器（1.22）的一端固定，所述压力传感器（1.22）的另一端与所述第二加载垫板（1.21）固定，所述第二加载垫板（1.21）用于挤压所述立方体岩石样品（1.23）；
所述第三位移传感器（1.19）与所述第三加载油缸（1.18）固定，所述第三位移传感器（1.19）用于测量所述第二加载垫板（1.21）的移动距离；
所述高能加速器CT扫描系统（2）包括高能加速器CT支撑底座（2.1）、转台定子（2.2）、旋转拖链（2.3）、转台转子（2.4）、探测器支架（2.5）、探测器（2.6）、探测器升降系统（2.7）、射线源机架（2.8）、射线源（2.9）、射线源升降系统（2.10）；
所述高能加速器CT支撑底座（2.1）的下表面与所述真三轴反力框架（1.1）连接，所述高能加速器CT支撑底座（2.1）的上表面与所述立方体岩石样品（1.23）和所述转台定子（2.2）连接，所述转台定子（2.2）与所述转台转子（2.4）轴承连接；
所述转台转子（2.4）与所述探测器支架（2.5）固定，所述探测器支架（2.5）与所述探测器升降系统（2.7）固定，所述探测器升降系统（2.7）与所述探测器（2.6）固定，所述探测器（2.6）用于对所述立方体岩石样品（1.23）内部结构成像；
所述转台转子（2.4）与所述射线源机架（2.8）固定，所述射线源机架（2.8）与所述射线源升降系统（2.10）固定，所述射线源升降系统（2.10）与所述射线源（2.9）固定，所述射线源（2.9）用于向所述立方体岩石样品（1.23）发射X射线；
所述旋转拖链（2.3）的一端与所述转台转子（2.4）固定，所述旋转拖链（2.3）能够盘绕在所述转台定子（2.2）的外圆周面上，所述旋转拖链（2.3）用于牵引所述高能加速器CT扫描系统（2）的CT线路。
2.根据权利要求1所述的一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统，其特征在于，所述高能加速器CT支撑底座（2.1）包括底座连接板（2.1.1）、CT支撑凸台（2.1.2）、下反力垫块（2.1.3）；
所述底座连接板（2.1.1）的下表面与所述真三轴反力框架（1.1）固定，所述底座连接板（2.1.1）的上表面与多个所述CT支撑凸台（2.1.2）固定，多个所述CT支撑凸台（2.1.2）与所述转台定子（2.2）固定；
所述底座连接板（2.1.1）的上表面与所述下反力垫块（2.1.3）的下表面固定，所述下反力垫块（2.1.3）的上表面与所述立方体岩石样品（1.23）固定。
3.根据权利要求2所述的一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统，其特征在于，所述系统还包括油源动力系统（3），所述油源动力系统（3）与地面固定，所述油源动力系统（3）用于为所述真三轴加载系统（1）提供动力源。
4.根据权利要求3所述的一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统，其特征在于，所述系统还包括综合控制系统（4），所述综合控制系统（4）与地面固定，所述综合控制系统（4）用于所述真三轴加载系统（1）的加载控制、信号采集以及所述高能加速器CT扫描系统（2）的光电信号、控制信号的控制采集。
5.根据权利要求4所述的一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统，其特征在于，所述下反力垫块（2.1.3）用于为所述立方体岩石样品（1.23）提供支撑反力。
6.根据权利要求5所述的一种配备CT扫描的岩石真三轴试验系统，其特征在于，所述第一加载垫板（1.20）的材料为钛合金或航空铝合金。
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