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申请/专利权人：湖南科技大学

摘要：本发明公开了一种调控岩石试件围压与轴压比例的试验装置，包括放置在反力架上，用于放置试件的试验舱，所述试验舱为由上座压板、下座压板、左座侧压板、右座侧压板围合而成的密封箱体结构；用于拉起或放下试验舱进行拆卸安装试件的试件变换系统；用于给试件施加轴力的轴压系统；用于实现试件不同围压与轴压比的活塞换压系统；用于将液压油注入到试验舱和活塞换压系统中的注油系统。本发明的活塞换压系统能够控制试件围压与轴压的比例，弥补了现有机器设备不能精确调控岩石试件围压与轴压比例的试验装置的技术空白，改进后的设备性能更加优越，更加简便易行，操作方法也较为便捷。

主权项：1.一种调控岩石试件围压与轴压比例的试验方法，是基于调控岩石试件围压与轴压比例的试验装置实现的，其特征在于，调控岩石试件围压与轴压比例的试验装置包括放置在反力架上用于放置试件的试验舱，所述试验舱为由上座压板、下座压板、左座侧压板、右座侧压板围合而成的密封箱体结构；用于拉起或放下试验舱进行拆卸安装试件的试件变换系统；用于给试件施加轴力的轴压系统；用于实现试件不同围压与轴压比的活塞换压系统；用于将液压油注入到试验舱和活塞换压系统中的注油系统；所述注油系统包括第一油管阀门、第一排气孔、第一油箱、第二油管阀门、空气泵、第四油管阀门，所述第一油箱底部通过第一输油管连通试验舱，第一输油管上依次设有第二油管阀门、空气泵、第四油管阀门，试验舱顶部通过第二输油管与第一油箱顶部连通，第二输油管上设有第一油管阀门，第一油箱顶部设有第一排气孔；所述试件变换系统包括第一动力装置、拉轴器、伸缩轴、上座、上座垫头、前压头、后压头，所述拉轴器固定安装在反力架顶部，第一动力装置与拉轴器相连，所述伸缩轴底端固定安装在上座压板上，伸缩轴顶端与拉轴器相连，所述上座固定安装在上座压板上，上座底部设有上座垫头，上座垫头底部设有前压头，所述后压头放置在下座压板上且位于前压头正下方，前压头与后压头之间留有用于放置试件的空间；所述轴压系统包括液压千斤顶、第一活塞、第二液压油缸、第二动力装置、第二压力表，所述第二动力装置通过管道与液压千斤顶连接，管道上设有第二压力表，液压千斤顶与第二液压油缸内下端的第一活塞连接，第二液压油缸上端穿过反力架底部、下座压板后与后压头相接触；试验方法包括以下步骤：步骤一、试件的安装：进行试验前所有阀门处于关闭状态，第二螺口与第二输油管保持断离状态，第三螺口与第五输油管保持断离状态，打开第一动力装置，拉轴器作用，伸缩轴向上拉伸，试验舱向上移动，将岩石试件放置在后压头上，然后关闭第一动力装置，通过拉轴器作用，让试验舱放下，完成试件安装；步骤二、装机：首先选好第二活塞和第三活塞的规格，拧开第一垫块螺母、第二垫块螺母、第五垫块螺母和第六垫块螺母，将活塞换压装置放入第二液压油缸侧壁上的接口与第四输油管上的接口中；放置完毕后，拧紧第一垫块螺母、第二垫块螺母、第五垫块螺母和第六垫块螺母，将第二螺口与第三螺口拧紧，使第二螺口与第二输油管保持闭合状态，第三螺口与第五输油管保持闭合状态；步骤三、注油：打开空气泵，打开第一油管阀门、第二油管阀门、第三油管阀门、第四油管阀门和第五油管阀门，打开第一双通开关和第二双通开关，第一油箱中的液压油注入实验舱中，直到将试验舱注满油；待观测到液压油从试验舱上部流入第一油箱，表明试验舱为注满状态，并且第二油箱中也注满了液压油；之后，关闭第一油管阀门、第二油管阀门、第三油管阀门和第四油管阀门，关闭空气泵；步骤四、预加载：打开第一油管阀门和第五油管阀门，打开第二动力装置控制液压千斤顶向第二液压油缸进行轴向加载，通过第二压力表确定加载数值，首先施加轴压P1为1MP，然后观测第一压力表的值，计算围压P3的数值；按照活塞换压装置的第二活塞的面积S2与第三活塞的面积S3的比例关系，直接通过第二压力表按照力的平衡公式直接计算围压P3的数值，再次施加轴压P1为2MP、3MP，重复上面的操作；若三次计算的围压P3的数值结果在误差允许范围，保持基本一致，说明仪器调试基本准确；预加载结束后，关闭第一油管阀门和第五油管阀门；步骤五、加载：打开第一油管阀门和第五油管阀门，打开第二动力装置控制液压千斤顶向第二液压油缸进行轴向加载，通过第二压力表确定加载数值；施加到设定值，关闭第二动力装置，停止加载；液压千斤顶在对第二液压油缸施加轴力的同时，也对活塞换压装置施加一个侧向压力，由于活塞换压装置的第二活塞的面积S2和第三活塞的面积S3不同，故通过活塞换压装置将轴压P1转化为围压P3，完成压强转化，第二压力表用来测定轴压值F1，第一压力表用来修正P3的数值；步骤六、读数并测定岩石围压P3与轴压P1的比例关系：根据第二压力表直接读出轴压值F1，测出岩石轴压P1的值，轴压P1的值为F1与第二活塞的面积S2的比值；根据第一压力表读出F3的值，测出岩石围压P3的值，岩石围压P3的值为F3与第三活塞面积S3的比值；通过计算，即可求出岩石围压P3与轴压P1的比例关系；步骤七、回油：试验结束后，关闭第一油管阀门和第五油管阀门，过剩液压油因为重力作用通过第一输油管汇集到第一油箱中，试验结束。

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