本发明专利技术提供了一种可调温的置于转台上的岩石力学试验机。主要包括：外部调温装置、大理石台、下供电供液滑环、过渡环、转台底板、转台、试验机底板、压力室、压力室下加强板、压力室上加强板、液压伺服缸、上通液管法兰和上供电供液滑环。本发明专利技术实施例的岩石力学试验机实现了岩土试样轴向和围压加载，同时也实现了与温度场的耦合，还实现了360度无遮挡CT扫描。整个岩石力学试验机装置置于转台上，加载装置与转台分离，轴向载荷对于转台来说是试验机加载装置的内力，既保证了试验机刚度，又实现了旋转精度，提高了实验结果的准确性。外部的调温装置和温度控制系统可使试验机模拟地下不同深度的温度场，从而达到岩石力学试验的多场耦合条件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩土试验
，尤其涉及一种可调温的置于转台上的岩石力学试验机。
技术介绍
岩土试验机是为研究岩土的应力、应变关系的一种基础科学试验仪器，由轴压系统、围压系统和温度控制系统组成，工作原理是通过轴压系统对试样施加轴向试样力，通过压力室对试样施加围压，同时通过温度控制系统使试样的上、下端面、试样中部分别处在不同的温度环境下，从而模拟试样在不同温度下的多种实际工况。传统的岩石试验机大部分只能测得岩石试样的应力应变关系曲线，而对于岩石在破裂过程中的裂纹产生和发展过程却无法进行监测并获得图像。近几年的岩石试验技术有了长足的进步，因此所提出的试验条件也越来越多，岩石试样在多场耦合下的变形情况是现在的研究热点。通常包括压力场、温度场和电磁场等等。随着计算机技术的不断完善和发展，CT(ComputedTomography，电子计算机断层扫描)识别技术被应用到岩土试验中来，这为观测岩石试样破裂过程提供了技术依据。为了在试验过程中对岩土试样各个纵向截面的变形情况进行动态观测，就需要在试验中使得岩石试样与CT扫描仪有相对转动。而为了解决试验温度场模拟，就必须在试验机中增加一套加温和控温系统。中国科学院兰州冰川冻土研究所曾采用CT测试技术开展过岩土三轴试验。他们采用的是将应变式三轴压力室直接放到CT机中进行扫描，这种CT扫描方法只适合于压力室轴向压力和周围压力较低的场合，对大型的岩土试验机并不适用，而且该试验机并未模拟温度条件。由中国矿业大学等单位研制的20MN伺服控制高温高压岩体三轴试验机，具有围压和轴压大的特点，试样的尺寸也达到了试样的最高加热稳定温度达到了600℃，属于一种具有多场耦合的试验机。该试验机因为不能利用CT设备进行扫描，所以只能获取试样的变形特性，无法获取试样破裂时的内部裂纹产生和发展过程。专利技术专利CN200620096213.X公开了一种全方位扫描岩土CT三轴仪，它是一种全非金属制作的三轴仪，不但能进行横向断面的扫描，而且能进行纵向(轴向)断面的扫描。但也只适用于轴压和围压较小的场合，对大型岩土试验机不适用。大型岩土试验机的轴压、围压较大，须使用金属制作试样筒，这样必须相应的使用高能CT机。由于大型岩土试验机体积较大，不能直接放入高能CT机中扫描，所以须将试验机的试样筒部分设计为可旋转部件。专利技术专利201610248127.4公开了一种可旋转岩石力学试验机，其可对大岩石试样进行CT横向断面和纵向断面的多方位无遮挡扫描。但是该试验机所能试验的温度条件单一，仅能进行常温下的岩石试验，实际上不同地层深度的岩石其所处的温度环境是不相同的，所以有必要在试验机中增加一套可调节温度的加热设备，增大试验机的适用范围。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种可调温的置于转台上的岩石力学试验机，以实现有效地进行岩石试验。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。一种可调温的置于转台上的岩石力学试验机，包括：温度控制器(1)、液压泵(2)、制热器(3)、热交换器(4)、循环回路储油箱(5)、油箱(6)、制冷器(7)、岩石试样基座(33)和试验机主体；所述液压泵(2)的进油口与所述热交换器(4)的出油口间通过油管连接，所述液压泵(2)的出油口与试验机主体中的下供电供液滑环19的进油口e间利用油管连接；所述热交换器(4)的进油口与所述循环回路储油箱(5)的出油口之间焊接固定，所述热交换器(4)焊接固定在所述油箱(6)上所述；循环回路储油箱(5)的进油口与所述下供电供液滑环19的出油口f间通过油管连接，所述循环回路储油箱(5)通过焊接固定在所述油箱(6)上；在所述油箱(6)的底部分别安装有所述制热器2和所述制冷器(7)，所述温度控制器(1)与制热器(3)和制冷器(7)连接，所述试验机主体置于转台上；所述岩石试样基座(33)的下端加工出外螺纹，底部中心处加工一盲孔b，在基座上部分沿径向加工一通孔a,通孔a与盲孔b之间相互连通，在所述岩石试样基座(33)的上表面加工出两个与上表面夹角40°的斜盲孔c，且该斜盲孔c与通孔a联通。进一步地，所述试验机主体包括上供电供液滑环(8)、滑环通液板(9)、通液管法兰(10)、液压伺服缸盖(11)、液压伺服缸(12)、隔热层一(13)、上加强板(14)、试验机底板(15)、转台底板(16)、转台(17)、大理石台(18)、下供电供液滑环(19)、过渡环(20)、隔热层二(21)、下加强板(22)、压力室(23)和隔热层三(24)。进一步地，所述隔热层一(13)为中空圆环状，圆周上均匀分布6个孔，用于穿过螺栓，所述隔热层一(13)设置在所述液压伺服缸(12)和所述压力室(23)之间。进一步地，所述隔热层二(21)为圆状，外层均匀分布多个孔，中心处孔为通油通电孔；所述试验机底板(15)的中心处加工有沉头螺纹盲孔。进一步地，所述压力室内设置有隔热层三(24)、位移传感器(40)、热电偶(31)、岩石试样基座(33)、下垫块(34)、岩石试样(35)、上垫块(36)和垫块(37)。进一步地，所述隔热层三(24)为圆筒状，所述隔热层三(24)的外壁贴于所述压力室(23)的内壁。进一步地，所述热电偶(31)贴于所述岩石试样基座(33)的表面，所述下垫块(34)、所述岩石试样(35)和所述上垫块(36)通过铝管封装成整体，并将封装后的整体置于所述岩石试样基座(33)上，在所述垫块(37)的上表面安置隔热层。进一步地，通过所述下供电供液滑环(19)对所述压力室(23)内部岩石试样(35)实施围压加载，所述伺服缸活塞(29)向下动作对岩石试样35实现轴向加载，所述位移传感器(40)、所述液压伺服缸控制器(27)、所述液压伺服缸(12)和所述电液伺服阀(26)构成反馈回路，监测岩石试样的变形量并控制所述伺服缸活塞(29)轴向载荷的施加。进一步地，所述可调温的置于转台上的岩石力学试验机的加热反馈控制回路由所述制热器(3)、所述制冷器(7)、所述热电偶(31)和所述温度控制器(1)构成。由上述本专利技术的实施例提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例的岩石力学试验机实现了岩土试样轴向和周向加载，同时也实现了与温度场的耦合，还实现了360度无遮挡CT扫描。整个岩石力学试验机装置放在一个转台上，试验机旋转的力矩由试样筒承担，保证了岩土试样只承受轴向力。将整个岩石力学试验机的加载放置放在一个转台上，加载装置与转台分离，轴向加载的载荷对于转台来说是试验机加载装置的内力，既保证了试验机刚度，又实现了旋转精度，提高了实验结果的准确性，而外部的加热装置和温度控制系统又可以使试验机实现地下不同深度的温度场，从而达到岩石力学试验的多场耦合条件。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种可调温的置于转台上的岩石力学试验机的总体结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种可调温的置于转台上的岩石力学试验机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可调温的置于转台上的岩石力学试验机，其特征在于，包括：温度控制器(1)、液压泵(2)、制热器(3)、热交换器(4)、循环回路储油箱(5)、油箱(6)、制冷器(7)、岩石试样基座(33)和试验机主体；所述液压泵(2)的进油口与所述热交换器(4)的出油口间通过油管连接，所述液压泵(2)的出油口与试验机主体中的下供电供液滑环19的进油口e间利用油管连接；所述热交换器(4)的进油口与所述循环回路储油箱(5)的出油口之间焊接固定，所述热交换器(4)焊接固定在所述油箱(6)上所述；循环回路储油箱(5)的进油口与所述下供电供液滑环19的出油口f间通过油管连接，所述循环回路储油箱(5)通过焊接固定在所述油箱(6)上；在所述油箱(6)的底部分别安装有所述制热器2和所述制冷器(7)，所述温度控制器(1)与制热器(3)和制冷器(7)连接，所述试验机主体置于转台上；所述岩石试样基座(33)的下端加工出外螺纹，底部中心处加工一盲孔b，在基座上部分沿径向加工一通孔a,通孔a与盲孔b之间相互连通，在所述岩石试样基座(33)的上表面加工出两个与上表面夹角40°的斜盲孔c，且该斜盲孔c与通孔a联通。
【技术特征摘要】
1.一种可调温的置于转台上的岩石力学试验机，其特征在于，包括：温度控制器(1)、液压泵(2)、制热器(3)、热交换器(4)、循环回路储油箱(5)、油箱(6)、制冷器(7)、岩石试样基座(33)和试验机主体；所述液压泵(2)的进油口与所述热交换器(4)的出油口间通过油管连接，所述液压泵(2)的出油口与试验机主体中的下供电供液滑环19的进油口e间利用油管连接；所述热交换器(4)的进油口与所述循环回路储油箱(5)的出油口之间焊接固定，所述热交换器(4)焊接固定在所述油箱(6)上所述；循环回路储油箱(5)的进油口与所述下供电供液滑环19的出油口f间通过油管连接，所述循环回路储油箱(5)通过焊接固定在所述油箱(6)上；在所述油箱(6)的底部分别安装有所述制热器2和所述制冷器(7)，所述温度控制器(1)与制热器(3)和制冷器(7)连接，所述试验机主体置于转台上；所述岩石试样基座(33)的下端加工出外螺纹，底部中心处加工一盲孔b，在基座上部分沿径向加工一通孔a,通孔a与盲孔b之间相互连通，在所述岩石试样基座(33)的上表面加工出两个与上表面夹角40°的斜盲孔c，且该斜盲孔c与通孔a联通。2.根据权利要求1所述的可调温的置于转台上的岩石力学试验机，其特征在于，所述试验机主体包括上供电供液滑环(8)、滑环通液板(9)、通液管法兰(10)、液压伺服缸盖(11)、液压伺服缸(12)、隔热层一(13)、上加强板(14)、试验机底板(15)、转台底板(16)、转台(17)、大理石台(18)、下供电供液滑环(19)、过渡环(20)、隔热层二(21)、下加强板(22)、压力室(23)和隔热层三(24)。3.根据权利要求2所述的可调温的置于转台上的岩石力学试验机，其特征在于，所述隔热层一(13)为中空圆环状，圆周上均匀分布6个孔，用于穿过螺栓，所述隔...
【专利技术属性】
技术研发人员：周明连，叶育茂，黄越，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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