技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程領(lǐng)域，具體而言，涉及巖石全剛性真三軸系統(tǒng)及深部巖體溫度應(yīng)力耦合模擬系統(tǒng)。

背景技術(shù)

真三軸應(yīng)力路徑模擬是研究巖石力學(xué)特性的重要實驗手段之一，而在高溫條件下進(jìn)行應(yīng)力路徑模擬實驗研究對研究深部特殊工程地質(zhì)條件下的巖石力學(xué)特性具有非常重要的意義。而伴隨著近些年頁巖氣、深層地?zé)岬荣Y源的開采，迫切的需要一種可在高溫下模擬不同高地應(yīng)力狀態(tài)的裝置，這對現(xiàn)今實驗原理及實驗儀器都提出了不小的挑戰(zhàn)。目前大多數(shù)用來模擬應(yīng)力狀態(tài)的巖石真三軸實驗儀器都是采用復(fù)合加載方式，即軸向加載為剛性板，另外兩側(cè)四面均采用柔性板，或其中對應(yīng)兩面用剛性板，另外一對應(yīng)兩面使用柔性板，這就需要在壓力室內(nèi)注入液壓油對巖石試樣實現(xiàn)圍壓的加載，因此無法模擬在200℃以上的高溫地下環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種巖石全剛性真三軸系統(tǒng)，其通過剛性的加載方式能實現(xiàn)在800℃的環(huán)境下進(jìn)行應(yīng)力路徑模擬實驗研究，并能在高溫情況下保證模擬實驗的可靠性。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種深部巖體溫度應(yīng)力耦合模擬系統(tǒng)，其通過剛性的加載方式能實現(xiàn)800℃的環(huán)境下進(jìn)行應(yīng)力路徑模擬實驗研究，并能在高溫情況下保證模擬實驗的可靠性。

本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：

一種巖石全剛性真三軸系統(tǒng)，包括剛性真三軸系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)，所述剛性真三軸系統(tǒng)包括第一加載軸、第二加載軸、第三加載軸和驅(qū)動系統(tǒng)，所述第一加載軸、所述第二加載軸和所述第三加載軸兩兩垂直，所述驅(qū)動系統(tǒng)分別連接于所述第一加載軸、所述第二加載軸和所述第三加載軸，以使得所述驅(qū)動系統(tǒng)能分別驅(qū)動所述第一加載軸沿所述第一加載軸的延伸方向移動、所述第二加載軸沿所述第二加載軸的延伸方向移動或者所述第三加載軸沿所述第三加載軸的延伸方向移動，以使所述第一加載軸、所述第二加載軸或者所述第三加載軸能擠壓所述試驗樣品，所述溫控系統(tǒng)用于貼合于所述試驗樣品的外側(cè)并向所述試驗樣品加熱。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括第一驅(qū)動件、第二驅(qū)動件和第三驅(qū)動件，所述第一驅(qū)動件連接于所述第一加載軸，所述第二驅(qū)動件連接于所述第二加載軸，所述第三驅(qū)動件連接于所述第三加載軸。

進(jìn)一步地，所述剛性真三軸系統(tǒng)還包括裝盛組件，所述裝盛組件用于裝盛所述試驗樣品，所述裝盛組件設(shè)置于所述第一加載軸、所述第二加載軸和所述第三加載軸之間，所述第一加載軸能沿所述第一加載軸的延伸并擠壓所述裝盛組件以擠壓所述試驗樣品，所述第二加載軸能沿所述第二加載軸的延伸并擠壓所述裝盛組件以擠壓所述試驗樣品，所述第三加載軸能沿所述第三加載軸的延伸并擠壓所述裝盛組件以擠壓所述試驗樣品。

進(jìn)一步地，所述裝盛組件包括第一承壓件、第二承壓件和第三承壓件，所述第一承壓件、所述第二承壓件和所述第三承壓件相互固定連接，并且所述第一承壓件、所述第二承壓件和所述第三承壓件相互靠近的側(cè)面兩兩垂直，所述第一承壓件、所述第二承壓件和所述第三承壓件相互靠近的側(cè)面分別朝向所述第一加載軸、所述第二加載軸和所述第三加載軸。

進(jìn)一步地，所述裝盛組件還包括第一施壓件、第二施壓件和第三施壓件，所述第一施壓件用于貼合于所述試驗樣品相對于所述第一承壓件的側(cè)面，所述第一加載軸通過所述第一施壓件擠壓所述試驗樣品；所述第二施壓件用于貼合于所述試驗樣品相對于所述第二承壓件的側(cè)面，所述第二加載軸通過所述第二施壓件擠壓所述試驗樣品；所述第三施壓件用于貼合于所述試驗樣品相對于所述第三承壓件的側(cè)面，所述第三加載軸通過所述第三施壓件擠壓所述試驗樣品。

進(jìn)一步地，所述第一承壓件和所述第一施壓件相靠近的側(cè)面相互平行，所述第二承壓件和所述第二施壓件相靠近的側(cè)面相互平行，所述第三承壓件和所述第三施壓件相靠近的側(cè)面相互平行。

進(jìn)一步地，所述溫控系統(tǒng)包括柔性加熱保溫套和溫控柜，所述柔性加熱保溫套用于貼合于所述試驗樣品的外側(cè)，所述溫控柜連接于所述柔性加熱保溫套，所述溫控柜用于調(diào)節(jié)所述柔性加熱保溫套內(nèi)的溫度。

進(jìn)一步地，所述柔性加熱保溫套包括柔性加熱層和柔性保溫層，所述柔性加熱層用于貼合于所述試驗樣品的外側(cè)，并且所述柔性加熱層連接于所述溫控柜，所述柔性保溫層貼合于所述柔性加熱層相對于所述試驗樣品的外側(cè)。