專利名稱：一種多載荷耦合破巖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種巖石力學(xué)試驗(yàn)裝置，特別涉及一種多載荷耦合破巖裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著人類活動(dòng)不斷深入地下的過程中，使得深部開采的巖石力學(xué)問題研究變得重要。模擬深部巖石復(fù)雜環(huán)境的巖石力學(xué)試驗(yàn)是把握深部巖體破壞強(qiáng)度及變形破壞規(guī)律的重要途徑。現(xiàn)有的模擬深部巖石復(fù)雜環(huán)境的巖石力學(xué)試驗(yàn)主要在以靜態(tài)力學(xué)試驗(yàn)機(jī)為代表的巖石力學(xué)試驗(yàn)裝置上開展的，得到的是滲流與靜壓耦合條件下巖石的力學(xué)特性。而在深部開采過程中，巖石由于受到“三高因素”(高地應(yīng)力、高地溫和高滲透)的影響，在考慮水壓滲流影響的同時(shí)，還應(yīng)考慮高地應(yīng)力和爆破開挖等工程擾動(dòng)對(duì)巖石力學(xué)特性的影響，現(xiàn)有的試驗(yàn)方法和裝置只實(shí)現(xiàn)了巖石在水壓滲流與靜壓力耦合條件下靜態(tài)的力學(xué)參數(shù)測(cè)定，而忽略了動(dòng)載荷，不能很好的模擬深部開采條件。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種多載荷耦合破巖裝置，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)巖石在水壓滲流與動(dòng)靜應(yīng)力耦合條件下動(dòng)態(tài)力學(xué)特性的測(cè)定。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是包括霍普金遜壓桿裝置和水壓加載裝置，所述的水壓加載裝置包括水壓加載壓頭、連接套管及設(shè)有壓力表的手動(dòng)加壓泵，水壓加載壓頭的端面上的中心孔與側(cè)面上的連接孔連通，手動(dòng)加壓泵通過連接套管與水壓加載壓頭的側(cè)面上的連接孔連通；所述霍普金遜壓桿裝置包括高壓氣罐、沖頭、入射桿、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、透射桿和軸向靜壓加載裝置；高壓氣罐與沖頭的氣室連通；沖頭、入射桿和透射桿的軸線重合，入射桿和透射桿之間設(shè)有試件和水壓加載壓頭，透射桿和軸向靜壓加載裝置連接，入射桿和透射桿上均設(shè)有應(yīng)變片，應(yīng)變片與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)連接。上述的動(dòng)靜載荷與水壓耦合破裂的巖石力學(xué)試驗(yàn)裝置中，所述的水壓加載壓頭側(cè)面上的孔設(shè)有連接套管接頭，并通過連接套管接頭與連接套管連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于本實(shí)用新型通過軸向靜壓加載裝置對(duì)試件施加軸向靜壓，通過高壓氣罐驅(qū)動(dòng)沖頭撞擊入射桿，實(shí)現(xiàn)對(duì)試件施加動(dòng)載荷，同時(shí)對(duì)試件施加可調(diào)節(jié)的水壓，在試驗(yàn)室條件下實(shí)現(xiàn)了巖石在水壓滲流與動(dòng)靜應(yīng)力耦合條件下動(dòng)態(tài)力學(xué)特性的測(cè)定，能更好的模擬深部開采條件；本實(shí)用新型中的試驗(yàn)裝置還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作，試驗(yàn)過程簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

圖I是本實(shí)用新型中試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型中水壓加載壓頭的主視圖。圖3是本實(shí)用新型中水壓加載壓頭的右視圖。圖中[0011 ]I、高壓氣罐2、沖頭3、入射桿4、應(yīng)變片5、試件6、水壓加載裝置7、水壓加載壓頭8、透射桿9、軸向靜壓加載裝置10、手動(dòng)加壓泵11、壓力表12、連接套管13、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)14、中心孔15、連接孔16、連接套管接頭。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。如圖I所示，本實(shí)用新型中的動(dòng)靜載荷與水壓耦合破裂的巖石力學(xué)試驗(yàn)裝置包括霍普金遜壓桿裝置和水壓加載裝置6 ;所述霍普金遜壓桿裝置主要由高壓氣罐I、沖頭2、入射桿3、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)13、透射桿8和軸向靜壓加載裝置9組成，高壓氣罐I與沖頭2的氣室連通；沖頭2、入射桿3和透射桿8軸線重合，入射桿2和透射桿8之間設(shè)有試件5和水壓加載裝置6的水壓加載壓頭7，透射桿8和軸向靜壓加載裝置9連接，入射桿2和透射桿8上均設(shè)有應(yīng)變片4，應(yīng)變片4與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)13連接，所述的水壓加載裝置6包括水壓加載壓頭7、連接套管12及設(shè)有壓力表11的手動(dòng)加壓泵10，水壓加載壓頭7通過連接套管12與手動(dòng)加壓泵10連接。如圖2和圖3所示，水壓加載壓頭7端面上設(shè)有中心孔14，側(cè)面上設(shè)有連接孔15，中心孔14與連接孔15連通，連接孔15通過連接套管接頭16與連接套管12連通。所述水壓加載壓頭7的材質(zhì)與入射桿材質(zhì)相同。一種實(shí)用新型的具體操作步驟如下首先利用軸向靜壓加載裝置9對(duì)試件5施加軸向靜壓，然后利用水壓加載裝置6對(duì)試件5施加水壓，并通過設(shè)有壓力表11的手動(dòng)加壓泵10調(diào)節(jié)水壓至預(yù)定值；然后通過高壓氣罐I驅(qū)動(dòng)沖頭2撞擊入射3桿，實(shí)現(xiàn)對(duì)試件5施加動(dòng)載荷；最后對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)13采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
權(quán)利要求1.一種多載荷耦合破巖裝置，其特征是包括霍普金遜壓桿裝置和水壓加載裝置，所述的水壓加載裝置包括水壓加載壓頭、連接套管及設(shè)有壓力表的手動(dòng)加壓泵，水壓加載壓頭的端面上的中心孔與側(cè)面上的連接孔連通，手動(dòng)加壓泵通過連接套管與水壓加載壓頭的側(cè)面上的連接孔連通；所述霍普金遜壓桿裝置包括高壓氣罐、沖頭、入射桿、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、透射桿和軸向靜壓加載裝置；高壓氣罐與沖頭的氣室連通；沖頭、入射桿和透射桿的軸線重合，入射桿和透射桿之間設(shè)有試件和水壓加載壓頭，透射桿和軸向靜壓加載裝置連接，入射桿和透射桿上均設(shè)有應(yīng)變片，應(yīng)變片與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)連接。
2.如權(quán)利要求I所述的多載荷耦合破巖裝置，其特征是所述的水壓加載壓頭側(cè)面上的孔設(shè)有連接套管接頭，并通過連接套管接頭與連接套管連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多載荷耦合破巖裝置，該試驗(yàn)裝置包括霍普金遜壓桿裝置和水壓加載裝置，所述霍普金遜壓桿裝置包括高壓氣罐、沖頭、入射桿、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)、透射桿和軸向靜壓加載裝置，入射桿和透射桿之間設(shè)有試件和水壓加載壓頭；設(shè)有壓力表的手動(dòng)加壓泵通過套管與水壓加載壓頭連接。該方法步驟為首先利用軸向靜壓加載裝置對(duì)試件施加軸向靜壓，然后對(duì)試件加水壓，并通過設(shè)有壓力表的手動(dòng)加壓泵調(diào)節(jié)水壓至預(yù)定值，然后通過高壓氣罐驅(qū)動(dòng)沖頭撞擊入射桿，最后對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。本實(shí)用新型在試驗(yàn)室條件下實(shí)現(xiàn)了巖石在水壓滲流與動(dòng)靜應(yīng)力耦合條件下動(dòng)態(tài)力學(xué)特性的測(cè)定，能更好的模擬深部開采條件。
文檔編號(hào)G01N3/10GK202693419SQ20122039438
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者葉洲元, 趙伏軍, 李夕兵, 周子龍, 劉希靈, 尹土兵, 周志華 申請(qǐng)人:湖南科技大學(xué)