一种基于真三轴加载下的煤岩体蠕变力学行为试验装置制造方法及图纸

一种基于真三轴加载下的煤岩体蠕变力学行为试验装置，包括压力腔室、四个水平及一个竖直应力加载油缸和加载油缸长期稳压供油系统；压力腔室侧壁上设有四个水平应力加载孔，底板上设有竖直应力加载孔，顶板上设有试样装卸通过孔和可拆卸式密封盖板；各个应力加载孔内均装有应力加载压杆；压杆内端及密封盖板下表面均装有压头，应力加载压杆与油缸活塞杆之间装有应力传感器；油缸缸体与压力腔室外壁之间装有刚性连接筒，压杆与刚性连接筒之间装有光栅传感器；压头按照不同尺寸设置若干组；加载油缸长期稳压系统包括油箱、油泵、单向阀、溢流阀、三个电磁换向阀、三个稳压罐、三个压力补偿阀及三个节流阀，全部油缸均通过加载油缸长期稳压系统供油。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种基于真三轴加载下的煤岩体蠕变力学行为试验装置
本专利技术属于煤岩体室内力学试验
，特别是涉及一种基于真三轴加载下的煤岩体蠕变力学行为试验装置。
技术介绍
煤岩体的蠕变特性一直是岩土工程设计和施工的重要参考，且煤岩体在受载蠕变过程中的力学行为演化规律也一直是岩石力学领域的研究热点，特别是近年来已发生了多次的滞后型冲击地压事故，主要表现为巷道在开挖后，会在时间-空间滞后的情况下发生失稳，进而诱发煤岩体的动力灾害，从而造成大量的人员伤亡和财产损失。近年来，随着煤炭工业正式进入深部开采阶段，受到深部“三高一扰动”作用，冲击地压事故的发生频率也呈现出明显的上升趋势，因此，通过对深部“三高一扰动”作用下的煤岩体开展蠕变力学行为研究，分析其时空演化规律，可以帮助技术人员了解深部煤岩体的灾变孕育机制，并建立相应的煤岩体灾变判定及防治技术，对实现深部煤炭的安全开采具有重要的科学意义和工程价值。但是，想要实现上述目标，通常需要进行煤岩体室内力学试验，而目前采用的煤岩体蠕变力学行试验装置还大多停留在常规三轴加载阶段，难以模拟煤岩体的真实赋存状态，而试验所得的煤岩体蠕变力学行为演化规律也难以反映实际情况。因此，亟需研制一种能够满足真三轴加载条件的煤岩体蠕变力学行为试验装置，其应具备以下四个条件：①、具备单独施加三向不等载荷的能力；②、具备长期稳定施加三向不等载荷的能力；③、具备使煤岩体处于高压力流体环境并对压力变化进行监测记录的能力；④、具备对煤岩体在真三轴加载过程中产生的应力和应变参量进行长期监测记录的能力。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于真三轴加载下的煤岩体蠕变力学行为试验装置，具备单独施加三向不等载荷的能力，具备长期稳定施加三向不等载荷的能力，具备使煤岩体处于高压力流体环境并对压力变化进行监测记录的能力，具备对煤岩体在真三轴加载过程中产生的应力和应变参量进行长期监测记录的能力，通过试验所得的煤岩体蠕变力学行为演化规律可以更好的反映实际情况，为深部矿井动力灾害预测防治提供理论依据和工程指导。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于真三轴加载下的煤岩体蠕变力学行为试验装置，包括压力腔室、第一水平应力加载油缸、第二水平应力加载油缸、第三水平应力加载油缸、第四水平应力加载油缸、竖直应力加载油缸及加载油缸长期稳压供油系统；所述压力腔室采用方形结构，在压力腔室的四个侧壁上分别开设有第一水平应力加载孔、第二水平应力加载孔、第三水平应力加载孔及第四水平应力加载孔，在压力腔室的底板上开设有竖直应力加载孔，在压力腔室的顶板上开设有试样装卸通过孔，试样装卸通过孔上安装有可拆卸式密封盖板，在压力腔室的侧壁上开设有流体充装孔；在所述第一水平应力加载孔内安装有第一水平应力加载压杆，第一水平应力加载压杆与第一水平应力加载孔密封滑动配合，所述第一水平应力加载油缸的活塞杆与第一水平应力加载压杆的外端相固连，第一水平应力加载油缸通过缸体与压力腔室的外壁相固连；在所述第二水平应力加载孔内安装有第二水平应力加载压杆，第二水平应力加载压杆与第二水平应力加载孔密封滑动配合，所述第二水平应力加载油缸的活塞杆与第二水平应力加载压杆的外端相固连，第二水平应力加载油缸通过缸体与压力腔室的外壁相固连；在所述第三水平应力加载孔内安装有第三水平应力加载压杆，第三水平应力加载压杆与第三水平应力加载孔密封滑动配合，所述第三水平应力加载油缸的活塞杆与第三水平应力加载压杆的外端相固连，第三水平应力加载油缸通过缸体与压力腔室的外壁相固连；在所述第四水平应力加载孔内安装有第四水平应力加载压杆，第四水平应力加载压杆与第四水平应力加载孔密封滑动配合，所述第四水平应力加载油缸的活塞杆与第四水平应力加载压杆的外端相固连，第四水平应力加载油缸通过缸体与压力腔室的外壁相固连；在所述竖直应力加载孔内安装有竖直应力加载压杆，竖直应力加载压杆与竖直应力加载孔密封滑动配合，所述竖直应力加载油缸的活塞杆与竖直应力加载压杆的外端相固连，竖直应力加载油缸通过缸体与压力腔室的外壁相固连；在所述第一水平应力加载压杆的内端、第二水平应力加载压杆的内端、第三水平应力加载压杆的内端、第四水平应力加载压杆的内端、竖直应力加载压杆的内端及可拆卸式密封盖板的下表面均安装有压头；在所述第一水平应力加载压杆与第一水平应力加载油缸的活塞杆之间、第二水平应力加载压杆与第二水平应力加载油缸的活塞杆之间、第三水平应力加载压杆与第三水平应力加载油缸的活塞杆之间、第四水平应力加载压杆与第四水平应力加载油缸的活塞杆之间、竖直应力加载压杆与竖直应力加载油缸的活塞杆之间均加装有应力传感器；所述加载油缸长期稳压系统包括油箱、油泵、单向阀、溢流阀、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀、第一稳压罐、第二稳压罐、第三稳压罐、第一压力补偿阀、第二压力补偿阀、第三压力补偿阀、第一节流阀、第二节流阀及第三节流阀；所述油泵进油口与油箱相连通，油泵出油口与单向阀进油口相连通，单向阀出油口分为四路输出，第一路通过溢流阀与油箱相连通，第二路通过第一电磁换向阀同时与第一水平应力加载油缸和第二水平应力加载油缸相连通，第三路通过第二电磁换向阀同时与第三水平应力加载油缸和第四水平应力加载油缸相连通，第四路通过第三电磁换向阀与竖直应力加载油缸相连通；所述第一压力补偿阀进油端接通在第一水平应力加载油缸和第二水平应力加载油缸无杆腔与第一电磁换向阀之间的管路上，第一压力补偿阀出油端通过第一节流阀与油箱相连通，所述第一稳压罐安装在第一压力补偿阀进油端管路上；所述第二压力补偿阀进油端接通在第三水平应力加载油缸和第四水平应力加载油缸无杆腔与第二电磁换向阀之间的管路上，第二压力补偿阀出油端通过第二节流阀与油箱相连通，所述第二稳压罐安装在第二压力补偿阀进油端管路上；所述第三压力补偿阀进油端接通在竖直应力加载油缸无杆腔与第三电磁换向阀之间的管路上，第三压力补偿阀出油端通过第三节流阀与油箱相连通，所述第二稳压罐安装在第三压力补偿阀进油端管路上。所述第一水平应力加载油缸、第二水平应力加载油缸、第三水平应力加载油缸、第四水平应力加载油缸及竖直应力加载油缸的缸体与压力腔室的外壁之间均安装有刚性连接筒，所述第一水平应力加载压杆、第二水平应力加载压杆、第三水平应力加载压杆、第四水平应力加载压杆及竖直应力加载压杆与各自对应的刚性连接筒之间均安装有光栅传感器，通过光栅传感器对各个水平应力加载压杆的位移量进行测量。所述刚性连接筒与压力腔室的外壁之间采用两级连接方式，刚性连接筒连接端具有外螺纹，并通过外螺纹与压力腔室的外壁进行第一级的螺纹连接，在外螺纹末端的刚性连接筒上设置有法兰盘，并通过法兰盘与压力腔室的外壁进行第二级的螺栓连接。所述压头按照不同尺寸设置有若干组，用于适配不同尺寸的煤岩体试样。本专利技术的有益效果：本专利技术与现有技术相比，具备单独施加三向不等载荷的能力，具备长期稳定施加三向不等载荷的能力，具备使煤岩体处于高压力流体环境并对压力变化进行监测记录的能力，具备对煤岩体在真三轴加载过程中产生的应力和应变参量进行长期监测记录的能力，通过试验所得的煤岩体蠕变力学行为演化规律可以更好的反映实际情况，为深部矿井动力灾害预测防治提供理论依据和工程指导。附图说明图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于真三轴加载下的煤岩体蠕变力学行为试验装置，其特征在于：包括压力腔室、第一水平应力加载油缸、第二水平应力加载油缸、第三水平应力加载油缸、第四水平应力加载油缸、竖直应力加载油缸及加载油缸长期稳压供油系统；所述压力腔室采用方形结构，在压力腔室的四个侧壁上分别开设有第一水平应力加载孔、第二水平应力加载孔、第三水平应力加载孔及第四水平应力加载孔，在压力腔室的底板上开设有竖直应力加载孔，在压力腔室的顶板上开设有试样装卸通过孔，试样装卸通过孔上安装有可拆卸式密封盖板，在压力腔室的侧壁上开设有流体充装孔；在所述第一水平应力加载孔内安装有第一水平应力加载压杆，第一水平应力加载压杆与第一水平应力加载孔密封滑动配合，所述第一水平应力加载油缸的活塞杆与第一水平应力加载压杆的外端相固连，第一水平应力加载油缸通过缸体与压力腔室的外壁相固连；在所述第二水平应力加载孔内安装有第二水平应力加载压杆，第二水平应力加载压杆与第二水平应力加载孔密封滑动配合，所述第二水平应力加载油缸的活塞杆与第二水平应力加载压杆的外端相固连，第二水平应力加载油缸通过缸体与压力腔室的外壁相固连；在所述第三水平应力加载孔内安装有第三水平应力加载压杆，第三水平应力加载压杆与第三水平应力加载孔密封滑动配合，所述第三水平应力加载油缸的活塞杆与第三水平应力加载压杆的外端相固连，第三水平应力加载油缸通过缸体与压力腔室的外壁相固连；在所述第四水平应力加载孔内安装有第四水平应力加载压杆，第四水平应力加载压杆与第四水平应力加载孔密封滑动配合，所述第四水平应力加载油缸的活塞杆与第四水平应力加载压杆的外端相固连，第四水平应力加载油缸通过缸体与压力腔室的外壁相固连；在所述竖直应力加载孔内安装有竖直应力加载压杆，竖直应力加载压杆与竖直应力加载孔密封滑动配合，所述竖直应力加载油缸的活塞杆与竖直应力加载压杆的外端相固连，竖直应力加载油缸通过缸体与压力腔室的外壁相固连；在所述第一水平应力加载压杆的内端、第二水平应力加载压杆的内端、第三水平应力加载压杆的内端、第四水平应力加载压杆的内端、竖直应力加载压杆的内端及可拆卸式密封盖板的下表面均安装有压头；在所述第一水平应力加载压杆与第一水平应力加载油缸的活塞杆之间、第二水平应力加载压杆与第二水平应力加载油缸的活塞杆之间、第三水平应力加载压杆与第三水平应力加载油缸的活塞杆之间、第四水平应力加载压杆与第四水平应力加载油缸的活塞杆之间、竖直应力加载压杆与竖直应力加载油缸的活塞杆之间均加装有应力传感器；所述加载油缸长期稳压系统包括油箱、油泵、单向阀、溢流阀、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、第三电磁换向阀、第一稳压罐、第二稳压罐、第三稳压罐、第一压力补偿阀、第二压力补偿阀、第三压力补偿阀、第一节流阀、第二节流阀及第三节流阀；所述油泵进油口与油箱相连通，油泵出油口与单向阀进油口相连通，单向阀出油口分为四路输出，第一路通过溢流阀与油箱相连通，第二路通过第一电磁换向阀同时与第一水平应力加载油缸和第二水平应力加载油缸相连通，第三路通过第二电磁换向阀同时与第三水平应力加载油缸和第四水平应力加载油缸相连通，第四路通过第三电磁换向阀与竖直应力加载油缸相连通；所述第一压力补偿阀进油端接通在第一水平应力加载油缸和第二水平应力加载油缸无杆腔与第一电磁换向阀之间的管路上，第一压力补偿阀出油端通过第一节流阀与油箱相连通，所述第一稳压罐安装在第一压力补偿阀进油端管路上；所述第二压力补偿阀进油端接通在第三水平应力加载油缸和第四水平应力加载油缸无杆腔与第二电磁换向阀之间的管路上，第二压力补偿阀出油端通过第二节流阀与油箱相连通，所述第二稳压罐安装在第二压力补偿阀进油端管路上；所述第三压力补偿阀进油端接通在竖直应力加载油缸无杆腔与第三电磁换向阀之间的管路上，第三压力补偿阀出油端通过第三节流阀与油箱相连通，所述第二稳压罐安装在第三压力补偿阀进油端管路上。...

【技术特征摘要】
1.一种基于真三轴加载下的煤岩体蠕变力学行为试验装置，其特征在于：包括压力腔室、第一水平应力加载油缸、第二水平应力加载油缸、第三水平应力加载油缸、第四水平应力加载油缸、竖直应力加载油缸及加载油缸长期稳压供油系统；所述压力腔室采用方形结构，在压力腔室的四个侧壁上分别开设有第一水平应力加载孔、第二水平应力加载孔、第三水平应力加载孔及第四水平应力加载孔，在压力腔室的底板上开设有竖直应力加载孔，在压力腔室的顶板上开设有试样装卸通过孔，试样装卸通过孔上安装有可拆卸式密封盖板，在压力腔室的侧壁上开设有流体充装孔；在所述第一水平应力加载孔内安装有第一水平应力加载压杆，第一水平应力加载压杆与第一水平应力加载孔密封滑动配合，所述第一水平应力加载油缸的活塞杆与第一水平应力加载压杆的外端相固连，第一水平应力加载油缸通过缸体与压力腔室的外壁相固连；在所述第二水平应力加载孔内安装有第二水平应力加载压杆，第二水平应力加载压杆与第二水平应力加载孔密封滑动配合，所述第二水平应力加载油缸的活塞杆与第二水平应力加载压杆的外端相固连，第二水平应力加载油缸通过缸体与压力腔室的外壁相固连；在所述第三水平应力加载孔内安装有第三水平应力加载压杆，第三水平应力加载压杆与第三水平应力加载孔密封滑动配合，所述第三水平应力加载油缸的活塞杆与第三水平应力加载压杆的外端相固连，第三水平应力加载油缸通过缸体与压力腔室的外壁相固连；在所述第四水平应力加载孔内安装有第四水平应力加载压杆，第四水平应力加载压杆与第四水平应力加载孔密封滑动配合，所述第四水平应力加载油缸的活塞杆与第四水平应力加载压杆的外端相固连，第四水平应力加载油缸通过缸体与压力腔室的外壁相固连；在所述竖直应力加载孔内安装有竖直应力加载压杆，竖直应力加载压杆与竖直应力加载孔密封滑动配合，所述竖直应力加载油缸的活塞杆与竖直应力加载压杆的外端相固连，竖直应力加载油缸通过缸体与压力腔室的外壁相固连；在所述第一水平应力加载压杆的内端、第二水平应力加载压杆的内端、第三水平应力加载压杆的内端、第四水平应力加载压杆的内端、竖直应力加载压杆的内端及可拆卸式密封盖板的下表面均安装有压头；在所述第一水平应力加载压杆与第一水平应力加载油缸的活塞杆之间、第二水平应力加载压杆与第二水平应力加载油缸的活塞杆之间、第三水平应力加载压杆与第三水平应力加载油缸的活塞杆之间、第四水平应力加载压杆与第四水平应力加载油缸的活塞杆之间、竖直应力加载压杆与竖直应力加载油缸的活...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖晓春，丁鑫，吴迪，潘一山，王磊，金晨，刘雪莹，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21