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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩石力学试验,具体涉及一种真三轴高温试验所需岩样升降温参数的确定方法。
技术介绍
1、随着地下工程向深部推进,高温成为现在深部工程岩石力学研究的热点,越深部的岩体,所处环境温度就越高。真三轴试验作为探究深部岩体力学行为特性的重要手段,能够为工程实践和相关问题的解决提供基本参考,同样也是保证深部工程安全、顺利进行的根本前提。
2、目前对于高温下岩石力学特性的研究主要是采用高温炉对岩样进行升温,达到目标温度后恒温一段时间(2h居多),在完成上述热处理后将试样冷却至室温再采用常规试验机进行试验,该种方式下可同时热处理多组试样,试验周期短,效率高。而事实上要想探究岩石在高温条件下的性质,实时高温更符合岩体的赋存状态,该种情况下往往采用高温真三轴试验机,但这种试验装置需要充分密封,不能够同时对多组试样进行升温再开展实验,时间成本高、效率低,升温、降温时间未知,且就不同高温真三轴试验机所采用的不同加热方式而言,测得的温度与岩样的温度也存在一定的差异。此外,上述两种试验方式均存在一个未知前提,即获得的相关加热参数均为加热装置的参数而不是岩样本身受温度影响变化的参数,缺乏一定的科学严谨性,升降温速率、升降温至目标温度的时间也没有说服力的试验数据结果。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足,本专利技术提供一种真三轴高温试验所需岩样升降温参数的确定方法,可获得岩样的升/降温时间、升/降温速率,此外还可确定岩石高温真三轴试验设备与岩样的实际温差,高温箱的升/降温时间、升/降
2、本专利技术的技术方案是:
3、一种真三轴高温试验所需岩样升降温参数的确定方法,该方法包括:
4、步骤1:准备测温岩样:选择岩样,在岩样的正中心固定第一温度传感器的测温端,第一温度传感器的连接端留在岩样外部,获得测温岩样;
5、步骤2:将制备好的测温岩样安装至高温箱内部,并将第一温度传感器的连接端留置在高温箱外部,然后关闭高温箱使其密封;所述高温箱内置第二温度传感器和加热装置;
6、步骤3:将第一温度传感器的连接端与温度记录仪连接,将第二温度传感器同时和加热装置与温度测控器连接;
7、步骤4:同时启动温度测控器的总开关与温度记录仪的总开关,然后将温度测控器与温度记录仪的目标温度值和数据采集间隔调整至一致;
8、步骤5:同步开启温度记录仪的数据采集开关和温度测控器的数据采集开关,同时通过温度测控器启动加热装置开始对高温箱内部进行升温,并由温度记录仪和温度测控器同时开始监测升温过程中测温岩样的正中心的温度变化情况和高温箱内部的温度变化情况,并将此时加热装置的启动时间记为 t1,温度测控器于此时测得的温度记为 t1,温度记录仪于此时测得的温度记为 t1’;
9、步骤6:当温度记录仪监测到测温岩样的正中心的温度达到目标温度值时,通过温度测控器和加热装置使高温箱内部恒温一段时间;
10、步骤7:到达预设的恒温时间 t恒时,通过温度测控器关闭加热装置,则加热装置随即停止加热;其中加热装置的关闭时间记为 t2,此时温度测控器采集的温度记为 t2,温度记录仪采集的温度为 t2’;
11、步骤8:打开高温箱,使得测温岩样在高温箱内部自然冷却至室温,与此同时,温度记录仪与温度测控器继续记录数据,实时采集降温过程中测温岩样的正中心的温度变化和高温箱内部的温度变化;
12、步骤9:当温度记录仪监测到测温岩样的正中心的温度达到室温时,保存温度记录仪采集的实验数据与温度测控器采集的实验数据,关闭温度记录仪的总开关与温度测控器的总开关,并将当前的关闭时间记为 t3,此时温度测控器采集的温度记为 t3,温度记录仪采集的温度记为 t3’,断开温度记录仪与第一温度传感器的连接,断开温度测控器与第二温度传感器和加热装置的连接,取出测温岩样;
13、步骤10:对试验数据进行处理,获得所需的试验结果。
14、进一步地,准备测温岩样的过程包括:首先选择岩样的任一表面进行钻孔,要求孔底位于岩样的正中心;然后将第一温度传感器的测温端置于孔底处,将第一温度传感器的连接端留在岩样外部;最后封堵钻孔并固定第一温度传感器的测温端。
15、进一步地,选择岩样的任一表面进行钻孔的方法为:首先连接该表面上的对角线,然后将对角线交点视为孔口位置,以孔口位置为钻孔起始位置垂直于该表面进行钻孔直至到达岩样高的1/2位置处即为孔底。
16、进一步地,封堵钻孔并固定第一温度传感器的测温端的方法为:使用水泥浆填满整个钻孔。
17、进一步地,高温箱上设置通孔,第一温度传感器的连接端通过该通孔留在高温箱外部。
18、进一步地,所述对试验数据进行处理获得所需的试验结果包括:
19、(1)横轴为时间 t,纵轴为温度 t,获得测温岩样的正中心的升、降温过程中温度随时间变化的曲线以及高温箱内部的升、降温过程中温度随时间变化的曲线;
20、(2)计算测温岩样的正中心的升温时间: t升= t2- t1;计算测温岩样的正中心的降温时间: t降= t3- t2;
21、(3)计算测温岩样的正中心的平均升温速率: v升’=( t2’- t恒- t1’)/ t升,计算测温岩样的正中心的平均降温速率: v降’=( t2’- t3’)/ t降;
22、(4)计算高温箱内部的平均升温速率: v升=( t2- t恒- t1)/ t升,计算高温箱内部的平均降温速率: v降=( t2- t3)/ t降; 本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种真三轴高温试验所需岩样升降温参数的确定方法,其特征在于,该方法包括:
2.根据权利要求1所述的一种真三轴高温试验所需岩样升降温参数的确定方法,其特征在于,准备测温岩样的过程包括:首先选择岩样的任一表面进行钻孔,要求孔底位于岩样的正中心;然后将第一温度传感器的测温端置于孔底处,将第一温度传感器的连接端留在岩样外部;最后封堵钻孔并固定第一温度传感器的测温端。
3.根据权利要求2所述的一种真三轴高温试验所需岩样升降温参数的确定方法,其特征在于,选择岩样的任一表面进行钻孔的方法为:首先连接该表面上的对角线,然后将对角线交点视为孔口位置,以孔口位置为钻孔起始位置垂直于该表面进行钻孔直至到达岩样高的1/2位置处即为孔底。
4.根据权利要求2所述的一种真三轴高温试验所需岩样升降温参数的确定方法,其特征在于,封堵钻孔并固定第一温度传感器的测温端的方法为:使用水泥浆填满整个钻孔。
5.根据权利要求1所述的一种真三轴高温试验所需岩样升降温参数的确定方法,其特征在于,高温箱上设置通孔,第一温度传感器的连接端通过该通孔留在高温箱外部。
7.根据权利要求6所述的一种真三轴高温试验所需岩样升降温参数的确定方法,其特征在于,将(1)中获得的升温曲线线性段部分的斜率定义为最高升温速率,则可确定高温箱内部的最高升温速率v和测温岩样的正中心的最高升温速率v’。
...【技术特征摘要】
1.一种真三轴高温试验所需岩样升降温参数的确定方法,其特征在于,该方法包括:
2.根据权利要求1所述的一种真三轴高温试验所需岩样升降温参数的确定方法,其特征在于,准备测温岩样的过程包括:首先选择岩样的任一表面进行钻孔,要求孔底位于岩样的正中心;然后将第一温度传感器的测温端置于孔底处,将第一温度传感器的连接端留在岩样外部;最后封堵钻孔并固定第一温度传感器的测温端。
3.根据权利要求2所述的一种真三轴高温试验所需岩样升降温参数的确定方法,其特征在于,选择岩样的任一表面进行钻孔的方法为:首先连接该表面上的对角线,然后将对角线交点视为孔口位置,以孔口位置为钻孔起始位置垂直于该表面进行钻孔直至到达岩样高的1/2位置处即为孔底。
4.根据权利要求...
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