CN201749062U - 一种高承压水作用的岩石裂隙破裂过程的试验装置 - Google Patents

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许光泉
李佩全
黄向菁
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Abstract

本实用新型提供了一种高承压水作用的岩石裂隙破裂过程的试验装置，主体为耐压密闭容器，该耐压密闭容器的顶部为可启闭的密封盖，该密封盖上连接有高承压水接口和应变片线接口，耐压密闭容器内在顶部和底部分别设置有顶部移位钢圈和底部移位钢圈，顶部移位钢圈和底部移位钢圈之间设置有构成试件容纳空间的橡胶套，橡胶套内设置有与高承压接口连通的用于***试件内的连接管，橡胶套内设置有应变片，应变片与应变片线接口连接，耐压密闭容器的底部设置有可控油压接口，可控油压接口连通密封套与耐压密闭容器侧壁之间的空间。该装置能够实现在不同围压下、高承压水作用的岩石裂隙扩张至破裂过程，因此，满足不同围压环境下高承压水加载试验需要。

Description

一种高承压水作用的岩石裂隙破裂过程的试验装置
技术领域
本实用新型涉及一种煤层底板高承压水作用下，对底板岩石裂隙从扩展到破裂过程监测的试验装置，具体讲，涉及一种在不同围压下的高承压水条件作用的岩石裂隙从扩展到破裂过程的测试装置。
背景技术
在煤矿防治水工程中，正确评价高水压作用下煤层底板强度，是评价煤层底板突水的关键因素。为研究煤层底板岩体在不同围压条件下、高承压水作用下产生破坏过程，用底板岩石破裂过程的试验装置模拟现场一定围压条件下岩石的原生裂隙或后生裂隙在高承压水作用下从扩展直至破裂过程，不仅是研究煤层底板强度的重要方法，也是研究底板突水过程机理性试验一种间接手段。因此，设计一种在高承压水作用下底板岩石破裂过程试验装置，对于研究、评价煤层底板岩石破裂强度及对底板水的防治，具有十分重要的现实意义。
目前，研究高承压水的底板破裂性试验主要在现场进行，不仅投资大，而且效果并不显著。此外，在不同围压条件下，利用实验室通过加载高承压水测得岩石样本裂隙的渗透性，但没有进行岩石裂隙从扩展到破裂整个过程的试验。因此，有必要研制出能够满足这方面要求的试验装置。
发明内容
本实用新型目的是提供一种高承压水作用的岩石裂隙破裂过程的试验装置，以满足在不同围压下，且在高承压水作用下，实现煤层底板岩石裂隙从扩展至破裂过程的试验，实现应力、应变的动态监测，为正确评价煤层底板岩石强度提供可靠的技术参数。
本实用新型提供的高承压水作用的岩石裂隙破裂过程的试验装置，主体为耐压密闭容器，该耐压密闭容器的顶部为可启闭的密封盖，该密封盖上连接有高承压水接口和应变片线接口，所述耐压密闭容器内在顶部和底部分别设置有顶部移位钢圈和底部移位钢圈，所述顶部移位钢圈和底部移位钢圈之间设置有构成试件容纳空间的橡胶套，所述橡胶套内设置有与所述高承压接口连通的用于***试件内的连接管，所述橡胶套内设置有应变片，所述应变片与所述应变片线接口连接，所述耐压密闭容器的底部设置有可控油压接口，所述可控油压接口连通所述密封套与所述耐压密闭容器侧壁之间的空间。
较佳地，所述顶部移位钢圈内和底部移位钢圈内都设置有与所述橡胶套连接的橡胶圈。
较佳地，所述耐压密闭容器为圆柱体，所述橡胶套内设置有应变片，所述应变片与所述应变片线接口连接。
该装置的有益效果为：能够测得受不同围压影响，受高承压水作用的岩石裂隙从扩展到破裂的应变、应力数值。具体讲，所述可控油压接口可外接稳定可调的油压***，所述高承压水接口可连接高承压水控制***，所述应变片线接口可连接动态应变***，通过开启或关闭进、出流体开关，可以控制不同围压下，实现高承压水作用的岩石裂隙扩张至破裂过程的动态监测试验；并依应变、应力动态值的变化，判别岩石破裂时的应力大小，为煤层底板岩石强度评价提供客观依据。
附图说明
图1 为本实用新型提供的一种高承压水作用的岩石裂隙破裂过程的试验装置的结构示意图；
图2 为图1所示装置的耐压密闭容器的纵剖面结构示意图。
图中：1-耐压密闭容器，2-上密封盖，3-可控油压接口，4-高承压水接口，5-应变片连接线接口，6-顶部移位钢圈，7-顶部橡胶圈，8-橡胶套，9-顶部密封圈，10-用于***试件内的连接管，11-加压螺栓，12-螺栓孔，13-试件，14-试件圆柱孔，15-下密封盖，16-底部移位钢圈，17-底部橡胶圈，18-底部密封圈。
 具体实施方式
为使本实用新型的发明目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。如图1和图2所示，耐压密闭容器1内具有为构成试件容纳空间的橡胶套8，在上密封盖2设置了应变片连接线接口5和高承压水接口4，下密封盖15上设置了可控油压接口3，且在上密封盖2和下密封盖15内设置有顶部移位钢圈6和底部移位钢圈16。顶部移位钢圈6和底部移位钢圈16分别设置有与橡胶套8连接的顶部橡胶圈7和底部橡胶圈17。高承压水接口4连接有用于***试件内的连接管10，用于***试件内的连接管10通过试件圆柱孔14***试件13内。上密封盖2与耐压密闭容器1的其它部位通过顶部密封圈9进行密封，上密封盖2上具有设置加压螺栓11的螺栓孔12。下密封盖15与底部密封圈18通过相同的方式进行设置。
试验前，在试件表层粘贴应变片，将试件四周用橡胶套8密封，放置到耐压密闭容器1中的顶部移位钢圈6和底部移位钢圈16内，然后盖上上密封盖2，拧紧加压螺栓11，使试件13与顶部移位钢圈6和底部移位钢圈16的侧壁紧密接触。
试验中，可控油压***通过可控油压接口3向耐压密闭容器1与橡胶套3之间的空间内稳压注油，使得该空间处于一定压力状态，形成围压下加载的环境。然后由可调高压加水***通过***试件内的连接管10向试件13内缓慢注水，并不断增加水压力，直至试件破裂。
在一定围压条件下，通过高压注水***， 试件表面应变片实时记录测试数据，可以反映出在一定围压条件下，试件中从裂隙扩张到破裂过程的应变、水压力与时间的关系曲线，从而可以确定试件破裂时的应力值，并以此获得底板岩石的强度值。

Claims (3)

1.一种高承压水作用的岩石裂隙破裂过程的试验装置，主体为耐压密闭容器，该耐压密闭容器的顶部为可启闭的密封盖，该密封盖上连接有高承压水接口和应变片线接口，其特征在于，所述耐压密闭容器内在顶部和底部分别设置有顶部移位钢圈和底部移位钢圈，所述顶部移位钢圈和底部移位钢圈之间设置有构成试件容纳空间的橡胶套，所述橡胶套内设置有与所述高承压接口连通的用于***试件内的连接管，所述耐压密闭容器的底部设置有可控油压接口，所述可控油压接口连通所述密封套与所述耐压密闭容器侧壁之间的空间。
2.根据权利要求1所述的高承压水作用的岩石裂隙破裂过程的试验装置，其特征在于，所述顶部移位钢圈内和底部移位钢圈内都设置有与所述橡胶套连接的橡胶圈。
3.根据权利要求1所述的一种高承压水作用的岩石裂隙破裂过程的试验装置，其特征在于，所述耐压密闭容器为圆柱体，所述橡胶套内设置有应变片，所述应变片与所述应变片线接口连接。
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