技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于瓦斯檢測(cè)實(shí)驗(yàn)器具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種施加非均布載荷的真三軸滲流實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

隨著礦井開(kāi)采深度和強(qiáng)度的不斷提高，與煤巖失穩(wěn)破壞相關(guān)的礦井動(dòng)力災(zāi)害事故日趨嚴(yán)重。煤巖是一種天然的非均質(zhì)各向異性材料，其強(qiáng)度除受自身組分和結(jié)構(gòu)影響外，主要受地應(yīng)力環(huán)境的影響。實(shí)際工程煤巖體經(jīng)歷了從原巖應(yīng)力、軸向應(yīng)力升高到應(yīng)力場(chǎng)向內(nèi)部轉(zhuǎn)移的完整采動(dòng)力學(xué)過(guò)程，煤巖整體處于非均布荷載作用下，應(yīng)力環(huán)境更加復(fù)雜，煤層瓦斯流動(dòng)難易程度對(duì)于煤礦瓦斯抽采具有重要的工程意義，而瓦斯的流動(dòng)又受制于煤巖的滲透特性，由于煤層所賦存的應(yīng)力環(huán)境比較復(fù)雜，應(yīng)力狀態(tài)的改變，導(dǎo)致煤巖的孔隙、裂隙發(fā)生變化，從而改變了瓦斯在煤巖中的流動(dòng)特性因此，因此研究非均布荷載作用下煤巖滲透特征更具實(shí)際意義，而目前真三軸設(shè)備多進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn)與真三軸下均布載荷下滲流實(shí)驗(yàn)，還沒(méi)有可施加非均布載荷的真三軸滲流裝置，因此利用目前現(xiàn)有三軸滲流設(shè)備無(wú)法開(kāi)展非均布載荷的真三軸滲流研究。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題：提供一種施加非均勻載荷的真三軸滲流實(shí)驗(yàn)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)的真三軸設(shè)備多進(jìn)行力學(xué)實(shí)驗(yàn)與真三軸下均布載荷下滲流實(shí)驗(yàn)，還沒(méi)有可施加非均布載荷的真三軸滲流裝置，因此利用目前現(xiàn)有三軸滲流設(shè)備無(wú)法開(kāi)展非均布載荷的真三軸滲流研究等技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明技術(shù)方案：

一種施加非均勻載荷的真三軸滲流實(shí)驗(yàn)裝置，它包括真三軸加載系統(tǒng)，伺服液壓加載裝置和滲流系統(tǒng)，伺服液壓加載裝置的軸壓加載裝置與真三軸加載系統(tǒng)的軸向應(yīng)力加載組件通過(guò)管路連接；伺服液壓加載裝置的圍壓加載裝置與真三軸加載系統(tǒng)的橫向應(yīng)力加載組件和縱向應(yīng)力加載組件通過(guò)管路連接；滲流系統(tǒng)包括瓦斯罐，瓦斯罐的輸出管道從頂端伸入到真三軸加載系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)腔體內(nèi)，真三軸加載系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)腔體底端通過(guò)管道連接流量計(jì)。

所述瓦斯罐的輸出管道上依次安裝有第一減壓閥和第一壓力表。

軸壓加載裝置輸出管道上依次連接有第二減壓閥和第二壓力表；圍壓加載裝置輸出管道上依次連接有第三減壓閥和第三壓力表。

真三軸加載系統(tǒng)包括下底板和上頂板，圍壓腔體固定在下底板上，上頂板固定在圍壓腔體）頂部；下底板上表面固定有軸向墊板，軸向墊板上固定試驗(yàn)腔體；試驗(yàn)腔體位于圍壓腔體內(nèi)；試驗(yàn)腔體為第一左圍壓板、第二左圍壓板、第一右圍壓板、第二右圍壓板、第一前圍壓板、第二前圍壓板、第一后圍壓板、第二后圍壓、第一軸壓板和第二軸壓板組成的一個(gè)正方體或長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)；試驗(yàn)腔體內(nèi)放置有煤巖試樣。

所述軸向應(yīng)力加載組件包括第一軸壓油缸和第二軸壓油缸，第一軸壓油缸和第二軸壓油缸固定在上頂板上，第一軸壓油缸和第二軸壓油缸的輸出端分別穿過(guò)上頂板與第一軸壓板和第二軸壓板固定連接；第一軸壓油缸的第一軸向進(jìn)油管和第二軸壓油缸的第二軸向進(jìn)油管分別與軸壓加載裝置的輸出管道連接。

橫向應(yīng)力加載組件包括第一左圍壓油缸、第二左圍壓油缸、第一右圍壓油缸和第二右圍壓油缸；第一左圍壓油缸和第二左圍壓油缸固定在圍壓腔體左側(cè)，第一左圍壓油缸和第二左圍壓油缸的輸出端分別穿過(guò)圍壓腔體左側(cè)與第一左圍壓板和第二左圍壓板固定連接；第一右圍壓油缸和第二右圍壓油缸固定在圍壓腔體右側(cè)，第一右圍壓油缸和第二右圍壓油缸的輸出端分別穿過(guò)圍壓腔體右側(cè)與第一右圍壓板和第二右圍壓板固定連接；第一左圍壓油缸的第一左圍壓進(jìn)油管、第二左圍壓油缸的第二左圍壓進(jìn)油管、第一右圍壓板的第一右圍壓進(jìn)油管和第二右圍壓油缸的第二右圍壓進(jìn)油管分別與圍壓加載裝置的輸出管道連接。

縱向應(yīng)力加載組件包括第一前圍壓油缸、第二前圍壓油缸、第一后圍壓油和第二后圍壓油缸；第一前圍壓油缸和第二前圍壓油缸固定在圍壓腔體前側(cè)，第一前圍壓油缸和第二前圍壓油缸的輸出端分別穿過(guò)圍壓腔體前側(cè)與第一前圍壓板和第二前圍壓板固定連接；第一后圍壓油缸和第二后圍壓油缸固定在圍壓腔體后側(cè)；第一后圍壓油缸和第二后圍壓油缸的輸出端分別穿過(guò)圍壓腔體后側(cè)后與第一后圍壓板和第二后圍壓板固定連接；第一前圍壓油缸的第一前圍壓進(jìn)油管、第二前圍壓油缸的第二前圍壓進(jìn)油管、第一后圍壓油缸的第一后圍壓進(jìn)油管和第二后圍壓油缸的第二后圍壓進(jìn)油管分別與圍壓加載裝置的輸出管道連接。

本發(fā)明的有益效果：