一种动水条件下煤岩蠕变试验装置制造方法及图纸

技术编号:40691241 阅读:12 留言:0更新日期:2024-03-18 20:17
本技术涉及煤岩蠕变试验装置技术领域,具体为一种动水条件下煤岩蠕变试验装置。包括蠕变加载系统、动水系统和图像采集系统;蠕变加载系统主要包括伺服控制压力试验机,用于对煤岩样施加轴向载荷使煤岩样发生蠕变;动水系统用于为煤岩样受载蠕变过程中提供冲刷与浸泡水流,主要包括用于放置煤岩样的内置水箱,内置水箱与进水管和出水管连接,通过进水管和出水管实时向内置水箱放入与放出水;图像采集系统用于采集试验过程中煤岩样蠕变图像。本发明专利技术可以研究煤岩在动水条件下的蠕变规律,能够提高对工程指导的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及煤岩蠕变试验装置,具体为一种动水条件下煤岩蠕变试验装置


技术介绍

1、煤岩蠕变是指在长期应力作用下,煤岩逐渐发生形变的现象。煤岩蠕变是一种时间依赖的非弹性变形过程,它与塑性变形不同,塑性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现,而蠕变只要应力的作用时间相当长,它在应力小于弹性极限施加的力时也能出现。煤岩蠕变容易导致地下工程的变形和破坏,研究煤岩蠕变特征对于地质灾害防治、岩石工程施工和地下矿石开采具有重要意义。

2、现有研究煤岩蠕变多采用伺服控制压力试验机,但是实际工程中,煤岩蠕变过程中往往还受到其他地质特征影响,如受到水文地质特征影响。对煤岩还受水文地质特征影响的研究主要集中于两个方向,其一,煤岩样周向设限,轴向两端加载的同时自煤岩样轴向一端向另一端注水,研究煤岩蠕变过程中的渗透率变化特征;其二,通过水为煤岩样周向提供侧向压力,研究受水压作用的同时煤岩蠕变规律。但是实际工程中,煤岩多是长期受到地下水的冲刷与浸泡,进而导致煤岩发生水力蠕变和化学蠕变,因此研究煤岩在动水条件下的蠕变机理才可以尽可能的反应实际的工况,才可以尽可能提高对工程指导的准确性。但是前述两种研究方向均无法研究受流动水冲刷与浸泡时煤岩蠕变特征,也缺乏这种地质工况下的研究试验装置。


技术实现思路

1、本技术的目的在于解决现有试验装置无法研究受流动水冲刷与浸泡时煤岩蠕变特征的技术问题,提出一种动水条件下煤岩蠕变试验装置,所述试验装置包括蠕变加载系统、动水系统和图像采集系统;所述蠕变加载系统主要包括伺服控制压力试验机,用于对煤岩样施加轴向载荷使煤岩样发生蠕变;所述动水系统用于为煤岩样受载蠕变过程中提供冲刷与浸泡水流,主要包括用于放置煤岩样的内置水箱,内置水箱与进水管和出水管连接,通过进水管和出水管实时向内置水箱放入与放出水;所述图像采集系统用于采集试验过程中煤岩样蠕变图像。

2、优选的,所述蠕变加载系统还包括加压油仓、储油仓和第一计算机,所述加压油仓通过第一油管与压力试验机连接,通过第二油管与储油仓连接,通过第一数据线与第一计算机连接。

3、优选的,所述蠕变加载系统能够采集试验过程中的加载数据。

4、优选的,所述内置水箱底部为钢板,侧板为透明亚克力板,所述内置水箱上部设置有供压力试验机加载头穿过的通孔,或者所述内置水箱上部设置为开口状。

5、优选的,所述动水系统还包括外置水箱,所述外置水箱内设置有水泵,所述水泵的出口通过进水管与内置水箱侧面底部连通,所述内置水箱侧面上部通过出水管与外置水箱连通。

6、优选的,所述进水管上设置有流量计和可控水阀,所述流量计和可控水阀分别通过第四数据线、第三数据线与单片机连接,所述单片机通过第二数据线与第二计算机连接,所述第二计算机通过单片机读取并记录流量计采集的流速数据,并通过单片机控制可控水阀工作进而控制流速。

7、优选的,所述图像采集系统包括高速摄像机和与其连接的第二计算机。

8、本技术有益效果:本专利技术设置内置水箱以及与其连通的进水管和出水管,通过进水管和出水管实时向内置水箱放入与放出水,实现循环动水对煤岩样进行冲刷与浸泡,配合蠕变加载系统与图像采集系统组成煤岩蠕变试验装置,可以研究煤岩在动水条件下的蠕变规律,能够提高对工程指导的准确性。

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【技术保护点】

1.一种动水条件下煤岩蠕变试验装置,其特征在于,所述试验装置包括蠕变加载系统、动水系统和图像采集系统;所述蠕变加载系统主要包括伺服控制压力试验机,用于对煤岩样施加轴向载荷使煤岩样发生蠕变;所述动水系统用于为煤岩样受载蠕变过程中提供冲刷与浸泡水流,主要包括用于放置煤岩样的内置水箱,内置水箱与进水管和出水管连接,通过进水管和出水管实时向内置水箱放入与放出水;所述图像采集系统用于采集试验过程中煤岩样蠕变图像。

2.根据权利要求1所述的动水条件下煤岩蠕变试验装置,其特征在于,所述蠕变加载系统还包括加压油仓、储油仓和第一计算机,所述加压油仓通过第一油管与压力试验机连接,通过第二油管与储油仓连接,通过第一数据线与第一计算机连接。

3.根据权利要求2所述的动水条件下煤岩蠕变试验装置,其特征在于,所述蠕变加载系统能够采集试验过程中的加载数据。

4.根据权利要求1所述的动水条件下煤岩蠕变试验装置,其特征在于,所述内置水箱底部为钢板,侧板为透明亚克力板,所述内置水箱上部设置有供压力试验机加载头穿过的通孔,或者所述内置水箱上部设置为开口状。

5.根据权利要求4所述的动水条件下煤岩蠕变试验装置,其特征在于,所述动水系统还包括外置水箱,所述外置水箱内设置有水泵,所述水泵的出口通过进水管与内置水箱侧面底部连通,所述内置水箱侧面上部通过出水管与外置水箱连通。

6.根据权利要求5所述的动水条件下煤岩蠕变试验装置,其特征在于,所述进水管上设置有流量计和可控水阀,所述流量计和可控水阀分别通过第四数据线、第三数据线与单片机连接,所述单片机通过第二数据线与第二计算机连接,所述第二计算机通过单片机读取并记录流量计采集的流速数据,并通过单片机控制可控水阀进而控制流速。

7.根据权利要求1所述的动水条件下煤岩蠕变试验装置,其特征在于,所述图像采集系统包括高速摄像机和与其连接的第二计算机。

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【技术特征摘要】

1.一种动水条件下煤岩蠕变试验装置,其特征在于,所述试验装置包括蠕变加载系统、动水系统和图像采集系统;所述蠕变加载系统主要包括伺服控制压力试验机,用于对煤岩样施加轴向载荷使煤岩样发生蠕变;所述动水系统用于为煤岩样受载蠕变过程中提供冲刷与浸泡水流,主要包括用于放置煤岩样的内置水箱,内置水箱与进水管和出水管连接,通过进水管和出水管实时向内置水箱放入与放出水;所述图像采集系统用于采集试验过程中煤岩样蠕变图像。

2.根据权利要求1所述的动水条件下煤岩蠕变试验装置,其特征在于,所述蠕变加载系统还包括加压油仓、储油仓和第一计算机,所述加压油仓通过第一油管与压力试验机连接,通过第二油管与储油仓连接,通过第一数据线与第一计算机连接。

3.根据权利要求2所述的动水条件下煤岩蠕变试验装置,其特征在于,所述蠕变加载系统能够采集试验过程中的加载数据。

4.根据权利要求1所述的动水条件下煤岩蠕变试验...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨东辉张星星李立樊聪陈晓鹏吕兆恒董川龙
申请(专利权)人:山西大同大学
类型:新型
国别省市:

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