一種基于真三軸加載下的煤巖體蠕變力學行為試驗裝置制造方法及圖紙

一種基于真三軸加載下的煤巖體蠕變力學行為試驗裝置，包括壓力腔室、四個水平及一個豎直應力加載油缸和加載油缸長期穩壓供油系統；壓力腔室側壁上設有四個水平應力加載孔，底板上設有豎直應力加載孔，頂板上設有試樣裝卸通過孔和可拆卸式密封蓋板；各個應力加載孔內均裝有應力加載壓桿；壓桿內端及密封蓋板下表面均裝有壓頭，應力加載壓桿與油缸活塞桿之間裝有應力傳感器；油缸缸體與壓力腔室外壁之間裝有剛性連接筒，壓桿與剛性連接筒之間裝有光柵傳感器；壓頭按照不同尺寸設置若干組；加載油缸長期穩壓系統包括油箱、油泵、單向閥、溢流閥、三個電磁換向閥、三個穩壓罐、三個壓力補償閥及三個節流閥，全部油缸均通過加載油缸長期穩壓系統供油。

A test device for creep behavior of coal and rock mass based on true three axis loading

A test of the mechanical behavior of the coal rock creep device three axle loading based on, including a pressure chamber, four horizontal and one vertical stress loading cylinder and load cylinder long-term constant fuel supply system; the pressure chamber is arranged on the side wall of the four level stress loading hole, the bottom plate is provided with a vertical stress loading hole, roof a sample handling through the hole and a detachable seal cover; the stress loading hole with stress loading pressure bar; pressure rod end and the cover surface are equipped with pressure sealing head, a stress sensor is arranged between the loading lever and the cylinder piston rod; between the cylinder and the outer wall of the pressure chamber a rigid cylinder, pressing rod and rigid connection tube is arranged between the grating sensor; the pressure head in accordance with several groups of different size; long-term load cylinder stabilizing system comprises an oil tank, oil pump, check valve, overflow Flow valve, three solenoid valve, three pressure tank, three pressure compensation valve and three throttle valve, all cylinders are through the loading cylinder, long-term pressure regulation system oil supply.

【技術實現步驟摘要】
一種基于真三軸加載下的煤巖體蠕變力學行為試驗裝置
本專利技術屬于煤巖體室內力學試驗
，特別是涉及一種基于真三軸加載下的煤巖體蠕變力學行為試驗裝置。
技術介紹
煤巖體的蠕變特性一直是巖土工程設計和施工的重要參考，且煤巖體在受載蠕變過程中的力學行為演化規律也一直是巖石力學領域的研究熱點，特別是近年來已發生了多次的滯后型沖擊地壓事故，主要表現為巷道在開挖后，會在時間-空間滯后的情況下發生失穩，進而誘發煤巖體的動力災害，從而造成大量的人員傷亡和財產損失。近年來，隨著煤炭工業正式進入深部開采階段，受到深部“三高一擾動”作用，沖擊地壓事故的發生頻率也呈現出明顯的上升趨勢，因此，通過對深部“三高一擾動”作用下的煤巖體開展蠕變力學行為研究，分析其時空演化規律，可以幫助技術人員了解深部煤巖體的災變孕育機制，并建立相應的煤巖體災變判定及防治技術，對實現深部煤炭的安全開采具有重要的科學意義和工程價值。但是，想要實現上述目標，通常需要進行煤巖體室內力學試驗，而目前采用的煤巖體蠕變力學行試驗裝置還大多停留在常規三軸加載階段，難以模擬煤巖體的真實賦存狀態，而試驗所得的煤巖體蠕變力學行為演化規律也難以反映實際情況。因此，亟需研制一種能夠滿足真三軸加載條件的煤巖體蠕變力學行為試驗裝置，其應具備以下四個條件：①、具備單獨施加三向不等載荷的能力；②、具備長期穩定施加三向不等載荷的能力；③、具備使煤巖體處于高壓力流體環境并對壓力變化進行監測記錄的能力；④、具備對煤巖體在真三軸加載過程中產生的應力和應變參量進行長期監測記錄的能力。
技術實現思路
針對現有技術存在的問題，本專利技術提供一種基于真三軸加載下的煤巖體蠕變力學行為試驗裝置，具備單獨施加三向不等載荷的能力，具備長期穩定施加三向不等載荷的能力，具備使煤巖體處于高壓力流體環境并對壓力變化進行監測記錄的能力，具備對煤巖體在真三軸加載過程中產生的應力和應變參量進行長期監測記錄的能力，通過試驗所得的煤巖體蠕變力學行為演化規律可以更好的反映實際情況，為深部礦井動力災害預測防治提供理論依據和工程指導。為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：一種基于真三軸加載下的煤巖體蠕變力學行為試驗裝置，包括壓力腔室、第一水平應力加載油缸、第二水平應力加載油缸、第三水平應力加載油缸、第四水平應力加載油缸、豎直應力加載油缸及加載油缸長期穩壓供油系統；所述壓力腔室采用方形結構，在壓力腔室的四個側壁上分別開設有第一水平應力加載孔、第二水平應力加載孔、第三水平應力加載孔及第四水平應力加載孔，在壓力腔室的底板上開設有豎直應力加載孔，在壓力腔室的頂板上開設有試樣裝卸通過孔，試樣裝卸通過孔上安裝有可拆卸式密封蓋板，在壓力腔室的側壁上開設有流體充裝孔；在所述第一水平應力加載孔內安裝有第一水平應力加載壓桿，第一水平應力加載壓桿與第一水平應力加載孔密封滑動配合，所述第一水平應力加載油缸的活塞桿與第一水平應力加載壓桿的外端相固連，第一水平應力加載油缸通過缸體與壓力腔室的外壁相固連；在所述第二水平應力加載孔內安裝有第二水平應力加載壓桿，第二水平應力加載壓桿與第二水平應力加載孔密封滑動配合，所述第二水平應力加載油缸的活塞桿與第二水平應力加載壓桿的外端相固連，第二水平應力加載油缸通過缸體與壓力腔室的外壁相固連；在所述第三水平應力加載孔內安裝有第三水平應力加載壓桿，第三水平應力加載壓桿與第三水平應力加載孔密封滑動配合，所述第三水平應力加載油缸的活塞桿與第三水平應力加載壓桿的外端相固連，第三水平應力加載油缸通過缸體與壓力腔室的外壁相固連；在所述第四水平應力加載孔內安裝有第四水平應力加載壓桿，第四水平應力加載壓桿與第四水平應力加載孔密封滑動配合，所述第四水平應力加載油缸的活塞桿與第四水平應力加載壓桿的外端相固連，第四水平應力加載油缸通過缸體與壓力腔室的外壁相固連；在所述豎直應力加載孔內安裝有豎直應力加載壓桿，豎直應力加載壓桿與豎直應力加載孔密封滑動配合，所述豎直應力加載油缸的活塞桿與豎直應力加載壓桿的外端相固連，豎直應力加載油缸通過缸體與壓力腔室的外壁相固連；在所述第一水平應力加載壓桿的內端、第二水平應力加載壓桿的內端、第三水平應力加載壓桿的內端、第四水平應力加載壓桿的內端、豎直應力加載壓桿的內端及可拆卸式密封蓋板的下表面均安裝有壓頭；在所述第一水平應力加載壓桿與第一水平應力加載油缸的活塞桿之間、第二水平應力加載壓桿與第二水平應力加載油缸的活塞桿之間、第三水平應力加載壓桿與第三水平應力加載油缸的活塞桿之間、第四水平應力加載壓桿與第四水平應力加載油缸的活塞桿之間、豎直應力加載壓桿與豎直應力加載油缸的活塞桿之間均加裝有應力傳感器；所述加載油缸長期穩壓系統包括油箱、油泵、單向閥、溢流閥、第一電磁換向閥、第二電磁換向閥、第三電磁換向閥、第一穩壓罐、第二穩壓罐、第三穩壓罐、第一壓力補償閥、第二壓力補償閥、第三壓力補償閥、第一節流閥、第二節流閥及第三節流閥；所述油泵進油口與油箱相連通，油泵出油口與單向閥進油口相連通，單向閥出油口分為四路輸出，第一路通過溢流閥與油箱相連通，第二路通過第一電磁換向閥同時與第一水平應力加載油缸和第二水平應力加載油缸相連通，第三路通過第二電磁換向閥同時與第三水平應力加載油缸和第四水平應力加載油缸相連通，第四路通過第三電磁換向閥與豎直應力加載油缸相連通；所述第一壓力補償閥進油端接通在第一水平應力加載油缸和第二水平應力加載油缸無桿腔與第一電磁換向閥之間的管路上，第一壓力補償閥出油端通過第一節流閥與油箱相連通，所述第一穩壓罐安裝在第一壓力補償閥進油端管路上；所述第二壓力補償閥進油端接通在第三水平應力加載油缸和第四水平應力加載油缸無桿腔與第二電磁換向閥之間的管路上，第二壓力補償閥出油端通過第二節流閥與油箱相連通，所述第二穩壓罐安裝在第二壓力補償閥進油端管路上；所述第三壓力補償閥進油端接通在豎直應力加載油缸無桿腔與第三電磁換向閥之間的管路上，第三壓力補償閥出油端通過第三節流閥與油箱相連通，所述第二穩壓罐安裝在第三壓力補償閥進油端管路上。所述第一水平應力加載油缸、第二水平應力加載油缸、第三水平應力加載油缸、第四水平應力加載油缸及豎直應力加載油缸的缸體與壓力腔室的外壁之間均安裝有剛性連接筒，所述第一水平應力加載壓桿、第二水平應力加載壓桿、第三水平應力加載壓桿、第四水平應力加載壓桿及豎直應力加載壓桿與各自對應的剛性連接筒之間均安裝有光柵傳感器，通過光柵傳感器對各個水平應力加載壓桿的位移量進行測量。所述剛性連接筒與壓力腔室的外壁之間采用兩級連接方式，剛性連接筒連接端具有外螺紋，并通過外螺紋與壓力腔室的外壁進行第一級的螺紋連接，在外螺紋末端的剛性連接筒上設置有法蘭盤，并通過法蘭盤與壓力腔室的外壁進行第二級的螺栓連接。所述壓頭按照不同尺寸設置有若干組，用于適配不同尺寸的煤巖體試樣。本專利技術的有益效果：本專利技術與現有技術相比，具備單獨施加三向不等載荷的能力，具備長期穩定施加三向不等載荷的能力，具備使煤巖體處于高壓力流體環境并對壓力變化進行監測記錄的能力，具備對煤巖體在真三軸加載過程中產生的應力和應變參量進行長期監測記錄的能力，通過試驗所得的煤巖體蠕變力學行為演化規律可以更好的反映實際情況，為深部礦井動力災害預測防治提供理論依據和工程指導。附圖說明圖1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于真三軸加載下的煤巖體蠕變力學行為試驗裝置，其特征在于：包括壓力腔室、第一水平應力加載油缸、第二水平應力加載油缸、第三水平應力加載油缸、第四水平應力加載油缸、豎直應力加載油缸及加載油缸長期穩壓供油系統；所述壓力腔室采用方形結構，在壓力腔室的四個側壁上分別開設有第一水平應力加載孔、第二水平應力加載孔、第三水平應力加載孔及第四水平應力加載孔，在壓力腔室的底板上開設有豎直應力加載孔，在壓力腔室的頂板上開設有試樣裝卸通過孔，試樣裝卸通過孔上安裝有可拆卸式密封蓋板，在壓力腔室的側壁上開設有流體充裝孔；在所述第一水平應力加載孔內安裝有第一水平應力加載壓桿，第一水平應力加載壓桿與第一水平應力加載孔密封滑動配合，所述第一水平應力加載油缸的活塞桿與第一水平應力加載壓桿的外端相固連，第一水平應力加載油缸通過缸體與壓力腔室的外壁相固連；在所述第二水平應力加載孔內安裝有第二水平應力加載壓桿，第二水平應力加載壓桿與第二水平應力加載孔密封滑動配合，所述第二水平應力加載油缸的活塞桿與第二水平應力加載壓桿的外端相固連，第二水平應力加載油缸通過缸體與壓力腔室的外壁相固連；在所述第三水平應力加載孔內安裝有第三水平應力加載壓桿，第三水平應力加載壓桿與第三水平應力加載孔密封滑動配合，所述第三水平應力加載油缸的活塞桿與第三水平應力加載壓桿的外端相固連，第三水平應力加載油缸通過缸體與壓力腔室的外壁相固連；在所述第四水平應力加載孔內安裝有第四水平應力加載壓桿，第四水平應力加載壓桿與第四水平應力加載孔密封滑動配合，所述第四水平應力加載油缸的活塞桿與第四水平應力加載壓桿的外端相固連，第四水平應力加載油缸通過缸體與壓力腔室的外壁相固連；在所述豎直應力加載孔內安裝有豎直應力加載壓桿，豎直應力加載壓桿與豎直應力加載孔密封滑動配合，所述豎直應力加載油缸的活塞桿與豎直應力加載壓桿的外端相固連，豎直應力加載油缸通過缸體與壓力腔室的外壁相固連；在所述第一水平應力加載壓桿的內端、第二水平應力加載壓桿的內端、第三水平應力加載壓桿的內端、第四水平應力加載壓桿的內端、豎直應力加載壓桿的內端及可拆卸式密封蓋板的下表面均安裝有壓頭；在所述第一水平應力加載壓桿與第一水平應力加載油缸的活塞桿之間、第二水平應力加載壓桿與第二水平應力加載油缸的活塞桿之間、第三水平應力加載壓桿與第三水平應力加載油缸的活塞桿之間、第四水平應力加載壓桿與第四水平應力加載油缸的活塞桿之間、豎直應力加載壓桿與豎直應力加載油缸的活塞桿之間均加裝有應力傳感器；所述加載油缸長期穩壓系統包括油箱、油泵、單向閥、溢流閥、第一電磁換向閥、第二電磁換向閥、第三電磁換向閥、第一穩壓罐、第二穩壓罐、第三穩壓罐、第一壓力補償閥、第二壓力補償閥、第三壓力補償閥、第一節流閥、第二節流閥及第三節流閥；所述油泵進油口與油箱相連通，油泵出油口與單向閥進油口相連通，單向閥出油口分為四路輸出，第一路通過溢流閥與油箱相連通，第二路通過第一電磁換向閥同時與第一水平應力加載油缸和第二水平應力加載油缸相連通，第三路通過第二電磁換向閥同時與第三水平應力加載油缸和第四水平應力加載油缸相連通，第四路通過第三電磁換向閥與豎直應力加載油缸相連通；所述第一壓力補償閥進油端接通在第一水平應力加載油缸和第二水平應力加載油缸無桿腔與第一電磁換向閥之間的管路上，第一壓力補償閥出油端通過第一節流閥與油箱相連通，所述第一穩壓罐安裝在第一壓力補償閥進油端管路上；所述第二壓力補償閥進油端接通在第三水平應力加載油缸和第四水平應力加載油缸無桿腔與第二電磁換向閥之間的管路上，第二壓力補償閥出油端通過第二節流閥與油箱相連通，所述第二穩壓罐安裝在第二壓力補償閥進油端管路上；所述第三壓力補償閥進油端接通在豎直應力加載油缸無桿腔與第三電磁換向閥之間的管路上，第三壓力補償閥出油端通過第三節流閥與油箱相連通，所述第二穩壓罐安裝在第三壓力補償閥進油端管路上。...

【技術特征摘要】
1.一種基于真三軸加載下的煤巖體蠕變力學行為試驗裝置，其特征在于：包括壓力腔室、第一水平應力加載油缸、第二水平應力加載油缸、第三水平應力加載油缸、第四水平應力加載油缸、豎直應力加載油缸及加載油缸長期穩壓供油系統；所述壓力腔室采用方形結構，在壓力腔室的四個側壁上分別開設有第一水平應力加載孔、第二水平應力加載孔、第三水平應力加載孔及第四水平應力加載孔，在壓力腔室的底板上開設有豎直應力加載孔，在壓力腔室的頂板上開設有試樣裝卸通過孔，試樣裝卸通過孔上安裝有可拆卸式密封蓋板，在壓力腔室的側壁上開設有流體充裝孔；在所述第一水平應力加載孔內安裝有第一水平應力加載壓桿，第一水平應力加載壓桿與第一水平應力加載孔密封滑動配合，所述第一水平應力加載油缸的活塞桿與第一水平應力加載壓桿的外端相固連，第一水平應力加載油缸通過缸體與壓力腔室的外壁相固連；在所述第二水平應力加載孔內安裝有第二水平應力加載壓桿，第二水平應力加載壓桿與第二水平應力加載孔密封滑動配合，所述第二水平應力加載油缸的活塞桿與第二水平應力加載壓桿的外端相固連，第二水平應力加載油缸通過缸體與壓力腔室的外壁相固連；在所述第三水平應力加載孔內安裝有第三水平應力加載壓桿，第三水平應力加載壓桿與第三水平應力加載孔密封滑動配合，所述第三水平應力加載油缸的活塞桿與第三水平應力加載壓桿的外端相固連，第三水平應力加載油缸通過缸體與壓力腔室的外壁相固連；在所述第四水平應力加載孔內安裝有第四水平應力加載壓桿，第四水平應力加載壓桿與第四水平應力加載孔密封滑動配合，所述第四水平應力加載油缸的活塞桿與第四水平應力加載壓桿的外端相固連，第四水平應力加載油缸通過缸體與壓力腔室的外壁相固連；在所述豎直應力加載孔內安裝有豎直應力加載壓桿，豎直應力加載壓桿與豎直應力加載孔密封滑動配合，所述豎直應力加載油缸的活塞桿與豎直應力加載壓桿的外端相固連，豎直應力加載油缸通過缸體與壓力腔室的外壁相固連；在所述第一水平應力加載壓桿的內端、第二水平應力加載壓桿的內端、第三水平應力加載壓桿的內端、第四水平應力加載壓桿的內端、豎直應力加載壓桿的內端及可拆卸式密封蓋板的下表面均安裝有壓頭；在所述第一水平應力加載壓桿與第一水平應力加載油缸的活塞桿之間、第二水平應力加載壓桿與第二水平應力加載油缸的活塞桿之間、第三水平應力加載壓桿與第三水平應力加載油缸的活塞桿之間、第四水平應力加載壓桿與第四水平應力加載油缸的活塞桿之間、豎直應力加載壓桿與豎直應力加載油缸的活...

【專利技術屬性】
技術研發人員：肖曉春，丁鑫，吳迪，潘一山，王磊，金晨，劉雪瑩，
申請(專利權)人：遼寧工程技術大學，
類型：發明
國別省市：遼寧,21