CN104990802A - 一种可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置，包括顶盖、上座和底座，上座顶部和顶盖围成油腔，油腔内设置有沿轴向移动的活塞，活塞轴向两端分别伸出顶盖和上座；上座底部和底座围测试空间，测试空间上部设置有与外界相通的排气通道，测试空间下部设置有输油通道；岩石试样设置在活塞下端与底座顶部之间，岩石试样底部设置有沿轴向向上延伸的安装孔，安装孔内设置有热探针，热探针尾端与外界的数据控制及采集***连接。本发明可在对岩石试样进行力学试验的同时进行导热系数的测试，结构合理，易于制造，操作简单，测量***精确，自动化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域，具体地指一种应用于室内岩石力学试验中可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置。
背景技术
导热系数是岩石的一项重要的热学参数。在放射性核废料处置、地热能源开采以及地下油气储存等工程中，岩石的导热系数对于岩体工程的多场耦合研究有着重要的意义，日益受到人们的重视。岩石加载过程中的应力状态以及内部损伤对导热系数有着重要的影响，开展岩石的热力学试验，并研究岩石应力状态及损伤对导热系数的影响，对于充分认识岩体工程的热固耦合机理有着重要的意义，并且能够为放射性核废料处置等岩体工程提供更好的支持。然而，现有技术中岩石导热系数测试与岩石的力学试验(如常规三轴试验)是分别进行的,并不能测试岩石试样加载过程中导热系数的数值。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置，可在对岩石试样进行力学试验的同时进行岩石导热系数的测试。
本发明的技术方案为：一种可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置，其特征在于：包括从上至下依次并同轴设置的顶盖、上座和底座，所述上座顶部和所述顶盖围成油腔，所述油腔内设置有沿轴向移动的活塞，所述活塞轴向两端分别伸出所述顶盖和上座；所述上座底部和所述底座围成用于放置岩石试样的测试空间，所述测试空间上部设置有与外界相通的排气通道，所述测试空间下部设置有输油通道；岩石试样设置在所述活塞下端与所述底座顶部之间，所述岩石试样底部设置有沿轴向向上延伸的安装孔，所述安装孔内设置有热探针，所述热探针尾端固定设置在所述底座顶部，所述热探针尾端通过数据线与外界的数据控制及采集***连接。
上述方案中：
所述上座顶部设置有一圈向上方延伸的挡圈，所述顶盖固定设置在所述挡圈顶部，所述上座、挡圈与所述顶盖围成的空间即为油腔。
所述活塞呈十字型，它包括垂直设置的竖向杆和横向杆，所述竖向杆的两端分别伸出所述顶盖和上座，所述横向杆的两端与所述挡圈内壁滑动连接；所述挡圈上沿径向设置有两个平行布置的上油通道和下油通道，所述上油通道和下油通道分别位于所述横向杆竖向两侧。
所述上座和所述底座之间通过多个呈圆周均匀分布的连接杆固定连接。
所述上座底部设置有向下延伸的凸起，所述底座顶部设置有两层台阶，所述台阶包括从下至上设置的第一台阶和第二台阶，所述凸起与所述第一台阶的侧壁之间通过套筒连接，所述上座、套筒与底座围成的区域即为测试空间。
所述排气通道从所述凸起底部向上延伸并经90°折弯后延伸至上座外侧壁；所述输油通道从所述第一台阶顶部向下延伸并经90°折弯延伸至底座外侧壁。
岩石试样包裹橡胶套内，所述橡胶套底部固定套装在所述第二台阶侧壁。
所述第二台阶顶部设置有扁槽，所述热探针尾端固定设置在所述扁槽中，所述数据线穿过排线通道与外界的数据控制及采集***连接，所述排线通道从所述第一台阶顶部向下延伸并经90°折弯延伸至底座外侧壁。
本发明解决了岩石导热系数测试与岩石的力学试验(常规三轴试验)不能同时进行的难题，可在对岩石试样进行力学试验的同时进行导热系数的测试，且结构合理，易于制造，操作简单，测量***精确，自动化程度高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中的扁槽断面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
参考图1，本实施例的一种可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置，包括从上至下依次并同轴设置的顶盖2、上座3和底座7，上座3顶部设置有一圈向上方延伸的挡圈3.1，顶盖2通过螺栓固定设置在挡圈3.1顶部，上座3、挡圈3.1与顶盖2围成的空间即为油腔15。在油腔15内设置有沿轴向移动的活塞1，活塞1呈十字型，它包括垂直设置的竖向杆1.1和横向杆1.2，竖向杆1.1的两端分别伸出顶盖2和上座3，横向杆1.2将油腔15分为上下两部分，横向杆1.2的两端与挡圈3.1内壁滑动连接；挡圈3.1上沿径向设置有两个平行布置的上油通道11和下油通道10，上油通道11和下油通道10分别位于横向杆1.2竖向两侧，并分别与液压伺服泵连接，液压伺服泵通过上油通道11向油腔上部中注油并加载轴向力，液压伺服泵通过下油通道10向油腔下部输送液压油以便于试验结束时活塞1提升。
本实施例的上座3底部和底座7之间通过多个呈圆周均匀分布的连接杆固定连接。上座3底部设置有向下延伸的凸起3.2，底座7顶部设置有两层台阶，台阶包括从下至上设置的第一台阶7.1和第二台阶7.2，凸起3.2与第一台阶7.1同直径设置，其侧壁之间通过套筒5连接，上座3、套筒5与底座7围成的区域即为放置岩石试样17的测试空间16。在测试空间16上部设置有与外界相通并用于排气的排气通道4，排气通道4从凸起3.1底部向上延伸并经90°折弯后延伸至上座3外侧壁；测试空间下部设置有输油通道9，输油通道9从第一台阶顶部向下延伸并经90°折弯延伸至底座7外侧壁，输油通道9也与液压伺服泵连接，液压伺服泵通过输油通道9向套筒5内部输送液压油并向岩石试样17加载围压。
本实施例的岩石试样17设置在活塞1下端与底座7顶部之间，岩石试样17底部设置有沿轴向向上延伸的安装孔18，安装孔18内设置有热探针12，热探针12尾端固定设置在第二台阶7.2顶部设置扁槽13(参考图2)中，热探针12尾端连接有数据线，数据线穿过排线通道8与外界的数据控制及采集***连接，排线通道8作为数据线的引入通道，从第一台阶顶部向下延伸并经90°折弯延伸至底座7外侧壁。
本实施例的岩石试样包裹橡胶套14内，橡胶套14底部固定套装在第二台阶7.2侧壁，以防止液压油进入岩石试样的安装孔18中。
本实施例的底座7与套筒5、上座3与套筒5、上座3与顶盖2、上座3与活塞1、顶盖2与活塞1接触面分别设有密封圈，用于保证该装置内部油腔的密封性及加载的可靠性。
本发明的常规三轴试验装置其工作原理为：
1、制备岩石试样17，并分别在岩石试样17底部设置沿轴向向上延伸的安装孔18，岩石试样17侧面贴应变片，将热探针12置于岩石试样17的中心孔18中，热探针12的数据线从扁槽13内引出，与应变片数据线一起通过排线通道8与数据控制及采集***相连，在岩石试样17进行橡胶套14的包裹；
2、将套筒5放置于底座7上，上座3放置于套筒5上，放置活塞1在油腔15中，顶盖2套入活塞1并放置于上座3上方，顶盖2通过螺栓与上座3顶部的挡圈3.1连接，连接杆6穿过上座3和底座7的螺纹孔并将上座3和底座7连接；
3、输油通道9、下油通道10和上油通道11分别对应连接液压伺服泵，试验开始前关闭排气通道4、输油通道9、下油通道10和上油通道11；
4、当需加载围压时，打开排气通道4、输油通道9，通过液压伺服泵向输油通道9输送液压油，排气通道4有液压油流出时关闭排气通道4，继续加载围压至设定值，试验结束需要卸围压时，打开排气通道4、输油通道9；
5、当加载轴向力时，通过液压伺服泵向上油通道11输送液压油至设定值，试验结束时卸载液压伺服泵的油压；
6、当需要测定导热系数时，停止加载，保持一定的应力状态，通过热探针12测试岩石试样的导热系数。
7、试验结束时，依次取下连接杆6、顶盖2，通过液压伺服泵向下油通道10输液压油并提升活塞1，取下活塞1并卸载液压伺服泵的油压，依次取下上座3、套筒5、取得岩石试样，并拿出热探针12。
本发明解决了岩石导热系数测试与岩石的力学试验(常规三轴试验)不能同时进行的难题，可在对岩石试样进行力学试验的同时进行导热系数的测试，且结构合理，易于制造，操作简单，测量***精确，自动化程度高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置，其特征在于：包括从上至下依次并同轴设置的顶盖(2)、上座(3)和底座(7)，所述上座(3)顶部和所述顶盖(2)围成油腔(15)，所述油腔(15)内设置有沿轴向移动的活塞(1)，所述活塞(1)轴向两端分别伸出所述顶盖(2)和上座(3)；所述上座(3)底部和所述底座(7)围成用于放置岩石试样的测试空间(16)，所述测试空间(16)上部设置有与外界相通的排气通道(4)，所述测试空间(16)下部设置有输油通道(9)；岩石试样(17)设置在所述活塞(1)下端与所述底座(7)顶部之间，所述岩石试样(17)底部设置有沿轴向向上延伸的安装孔(18)，所述安装孔(18)内设置有热探针(12)，所述热探针(12)尾端固定设置在所述底座(7)顶部，所述热探针(12)尾端通过数据线与外界的数据控制及采集***连接。
2.根据权利要求1所述的一种可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置，其特征在于：所述上座(3)顶部设置有一圈向上方延伸的挡圈(3.1)，所述顶盖(2)固定设置在所述挡圈(3.1)顶部，所述上座(3)、挡圈(3.1)与所述顶盖(2)围成的空间即为油腔(15)。
3.根据权利要求2所述的一种可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置，其特征在于：所述活塞(1)呈十字型，它包括垂直设置的竖向杆(1.1)和横向杆(1.2)，所述竖向杆(1.1)的两端分别伸出所述顶盖(2)和上座(3)，所述横向杆(1.2)的两端与所述挡圈(3.1)内壁滑动连接；所述挡圈(3.1)上沿径向设置有两个平行布置的上油通道(11)和下油通道(10)，所述上油通道(11)和下油通道(10)分别位于所述横向杆(1.2)竖向两侧。
4.根据权利要求1所述的一种可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置，其特征在于：所述上座(3)和所述底座(7)之间多个呈圆周均匀分布的连接杆固定连接。
5.根据权利要求1或4所述的一种可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置，其特征在于：所述上座(3)底部设置有向下延伸的凸起(3.2)，所述底座(7)顶部设置有两层台阶，所述台阶包括从下至上设置的第一台阶(7.1)和第二台阶(7.2)，所述凸起(3.2)与所述第一台阶(7.1)的侧壁之间通过套筒(5)连接，所述上座(3)、套筒(5)与底座(7)围成的区域即为测试空间。
6.根据权利要求5所述的一种可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置，其特征在于：所述排气通道(4)从所述凸起(3.2)底部向上延伸并经90°折弯后延伸至上座(3)外侧壁；所述输油通道(9)从所述第一台阶顶部向下延伸并经90°折弯延伸至底座(7)外侧壁。
7.根据权利要求5所述的一种可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置，其特征在于：岩石试样(17)包裹橡胶套(14)内，所述橡胶套(14)底部固定套装在所述第二台阶(7.2)侧壁。
8.根据权利要求7所述的一种可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置，其特征在于：所述第二台阶(7.2)顶部设置有扁槽(13)，所述热探针(12)尾端固定设置在所述扁槽(13)中，所述数据线穿过排线通道(8)与外界的数据控制及采集***连接，所述排线通道(8)从所述第一台阶顶部向下延伸并经90°折弯延伸至底座(7)外侧壁。
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|---|---|
| CN (1) | CN104990802A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106442614A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-02-22 | 中国地质大学（武汉） | 一种高温高压下岩石热物性参数测试方法及测试*** |
| CN106525898A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-03-22 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种可测试岩石导热系数的真三轴试验装置 |
| CN106596628A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-04-26 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种可测试岩石导热系数的真三轴试验方法 |
| CN106770449A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-05-31 | 中国地质调查局南京地质调查中心 | 高温高压条件下岩石导热系数的测量装置 |
| CN106932433A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-07-07 | 湖北工业大学 | 测试岩石温度和应力变化下导热系数的真三轴装置及方法 |
| CN110274928A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-24 | 重庆大学 | 深部开采地热条件下煤岩体传热规律的模拟试验方法 |
| CN112083029A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-12-15 | 四川士达特种炭材有限公司 | 一种填充料综合性能评价装置及方法 |
| CN114166643A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-11 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种高气压卸荷致裂试验*** |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1755152A1 (ru) * | 1990-12-10 | 1992-08-15 | Казанский государственный университет им.В.И.Ульянова-Ленина | Устройство дл определени теплофизических свойств материалов |
| JP2006118996A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Marutani Shiko Kk | コンクリート試験装置およびそれを用いたコンクリート試験方法 |
| CN101776628A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-07-14 | 中国科学技术大学 | 导热系数测量装置及方法 |
| CN102590271A (zh) * | 2012-02-07 | 2012-07-18 | 上海理工大学 | 地源热泵岩土热响应动态测试***及测试方法 |
| CN102879425A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-01-16 | 东南大学 | 一种岩土体综合导热系数和比热容的测试***及测试方法 |
| CN104155175A (zh) * | 2014-07-18 | 2014-11-19 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 岩石空心圆柱扭剪仪 |
| CN204789164U (zh) * | 2015-07-10 | 2015-11-18 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置 |
-
2015
- 2015-07-10 CN CN201510406187.XA patent/CN104990802A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1755152A1 (ru) * | 1990-12-10 | 1992-08-15 | Казанский государственный университет им.В.И.Ульянова-Ленина | Устройство дл определени теплофизических свойств материалов |
| JP2006118996A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Marutani Shiko Kk | コンクリート試験装置およびそれを用いたコンクリート試験方法 |
| CN101776628A (zh) * | 2010-01-29 | 2010-07-14 | 中国科学技术大学 | 导热系数测量装置及方法 |
| CN102590271A (zh) * | 2012-02-07 | 2012-07-18 | 上海理工大学 | 地源热泵岩土热响应动态测试***及测试方法 |
| CN102879425A (zh) * | 2012-10-25 | 2013-01-16 | 东南大学 | 一种岩土体综合导热系数和比热容的测试***及测试方法 |
| CN104155175A (zh) * | 2014-07-18 | 2014-11-19 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 岩石空心圆柱扭剪仪 |
| CN204789164U (zh) * | 2015-07-10 | 2015-11-18 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种可测试岩石导热系数的常规三轴试验装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| THUE S.BORDING ET AL: "Laboratory measurements of rock thermal properties by needle probe and transient divided bar", 《EUROPEAN GEOTHERMAL CONGRESS 2013 PISA ITALY》 * |
| 刘光鼎 等: "《陆相油储地球物理学导论》", 31 July 1998, 科学出版社 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106442614A (zh) * | 2016-09-21 | 2017-02-22 | 中国地质大学（武汉） | 一种高温高压下岩石热物性参数测试方法及测试*** |
| CN106442614B (zh) * | 2016-09-21 | 2018-11-02 | 中国地质大学（武汉） | 一种高温高压下岩石热物性参数测试方法及测试*** |
| CN106525898A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-03-22 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种可测试岩石导热系数的真三轴试验装置 |
| CN106596628A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-04-26 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种可测试岩石导热系数的真三轴试验方法 |
| CN106525898B (zh) * | 2016-12-06 | 2023-08-11 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种可测试岩石导热系数的真三轴试验装置 |
| CN106770449A (zh) * | 2017-02-22 | 2017-05-31 | 中国地质调查局南京地质调查中心 | 高温高压条件下岩石导热系数的测量装置 |
| CN106770449B (zh) * | 2017-02-22 | 2020-01-31 | 中国地质调查局南京地质调查中心 | 高温高压条件下岩石导热系数的测量装置 |
| CN106932433A (zh) * | 2017-02-28 | 2017-07-07 | 湖北工业大学 | 测试岩石温度和应力变化下导热系数的真三轴装置及方法 |
| CN110274928A (zh) * | 2019-07-03 | 2019-09-24 | 重庆大学 | 深部开采地热条件下煤岩体传热规律的模拟试验方法 |
| CN112083029A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-12-15 | 四川士达特种炭材有限公司 | 一种填充料综合性能评价装置及方法 |
| CN114166643A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-11 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 一种高气压卸荷致裂试验*** |
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