CN206804429U - 一种恒载荷作用下水化作用对岩石抗拉强度影响评价装置 - Google Patents
一种恒载荷作用下水化作用对岩石抗拉强度影响评价装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN206804429U CN206804429U CN201720428101.8U CN201720428101U CN206804429U CN 206804429 U CN206804429 U CN 206804429U CN 201720428101 U CN201720428101 U CN 201720428101U CN 206804429 U CN206804429 U CN 206804429U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rock
- tensile strength
- sample
- loading
- evaluating apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 230000036571 hydration Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000011056 performance test Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 230000036316 preload Effects 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 2
- 238000009533 lab test Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 abstract 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 208000037656 Respiratory Sounds Diseases 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种恒载荷作用下水化作用对岩石抗拉强度影响评价装置,其要点在于测试岩石在地层温度、孔隙压力、水作用和地应力环境下的抗拉强度。将岩石加工为人字型切槽巴西圆盘试样,根据地层情况确定温度、孔隙压力、水溶液介质和应力值,并将试样置于水岩作用下恒载荷岩石抗拉强度评价装置中以保证其处于所模拟的地层环境中,作用一段时间后,使用材料力学性能测试***对试样进行压缩试验,根据荷载大小计算出岩石在地层环境下的抗拉强度。利用该装置得出的岩石断抗拉强度值,可为深入研究温度、孔隙压力对岩石抗拉强度的影响提供实验数据,并为防止岩体破坏或者为油气井压裂地层提供基础数据支撑。
Description
技术领域
本发明属于岩土工程技术领域,涉及一种恒载荷作用下水化作用对岩石抗拉强度影响评价装置,具体说是一种能够评价模拟岩石所处的温度、压力、孔隙压力和水作用条件下岩石的抗拉强度评价试验仪。
背景技术
作为岩石力学参数中重要的物理量——抗拉强度是目前预测实际工程岩体力学性质时的主要参数。无论是研究岩爆、岩质边坡失稳等稳定性问题,还是研究岩石的切削、***、隧道掘进、水压致裂等破岩机制,都需要准确地获取岩石抗拉强度。而在实际环境中,岩石处于一定的温度和应力条件下,会和水会发生相互作用,首先水对受力岩石有力学效应,其次还有对岩石有应力腐蚀作用。但目前测试岩石的抗拉强度还仅限于测试岩石原始状态下的强度,该数据不能满足实际条件,针对此不足,模拟所需的温度、应力、孔隙压力和水介质环境所测试得出的抗拉强度,对工程需求无疑具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于针对目前测试岩石抗拉强度时的不足,提供一种能够很好模拟工程实际环境,用于模拟地层温度、应力、孔隙压力和水作用条件下岩石的抗拉强度评价仪器。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种恒载荷作用下水化作用对岩石抗拉强度影响评价装置,该装置主要由罐体、罐盖、加热保温套以及加载夹具组成;罐体可保证试样处于所模拟的温度、水环境和孔隙压力环境中,加载夹具提供所需的应力值。
进一步的是,所述罐体由耐腐蚀性能良好的镍基合金加工成型,罐体外面有加热保温套包裹以便控制罐体内部的温度。
进一步的是,所述罐盖上面有气阀,可通过该气阀往罐体内充入气体,直到其压力满足所需压力条件,完成实验后也通过该气阀释放气体。
进一步的是,所述的加载夹具由底板、下加载板、上加载板、加载螺母、螺旋弹簧、加载螺杆组成;加载夹具的试样装配加载过程是将试样放在底板和上加载板的中间位置,并将下加载板、上加载板和底板通过加载螺杆连接起来,在下加载板和上加载板之间的加载螺杆套入螺旋弹簧,使用材料力学测试试验机压上加载板压缩弹簧已达到加载目的,并通过扭入加载螺母保证试样受恒定应力状态,其大小等于预加载荷。
本发明具有的优点和积极效果在于:
(1)本装置可实现不同温度、不同孔隙压力、不同裂纹倾角、不同应力等地层条件下的岩石抗拉强度的测试。
(2)测试岩石抗拉强度的同时,能够检测岩石在一定应力状态下,处于所模拟的地层环境作用后岩石力学性能的降低值。
(3)改进了以往单一的抗拉强度测试条件,本发明试验装置可以评价不同条件对岩石的抗拉强度的影响。
(4)本发明试验装置设计合理,操作使用方便,适用测试各种环境下岩石的抗拉强度。
附图说明
下面结合附图和实验方法对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明的结构示意图。
图中:1—罐体,2—罐盖,3—气阀,4—加热保温套,5—试样,6—底板,7—下加载板,8—上加载板,9—加载螺母,10—螺旋弹簧,11加载螺杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
一种恒载荷作用下水化作用对岩石抗拉强度影响评价装置,该装置主要由罐体1、罐盖2、加 热保温套4以及加载夹具组成;罐体1可使试样处于所需模拟的温度、水环境和孔隙压力条件中;通过气阀3往罐体内充入气体,直到其压力满足所需压力条件,完成实验后也通过该气阀释放气体;加热保温套4保证试样处于所需的温度条件;加载夹具提供所需的应力值。本发明使用时,首先进行加载过程,具体加载过程是:将底板6和下加载板7通过加载螺杆11连接起来,然后将试样5放在底板6和下加载板7中间位置,再将螺旋弹簧10套入加载螺杆11上,然后放入上加载板,之后安装在材料力学测试试验机上加载至所需的应力值,最后扭入加载螺母9并保证试样受恒定应力状态,其大小等于预加载荷;
下一步,将夹持了试样的加载夹具放入罐体1中并盖上罐盖2;
下一步,打开加热保温套4并设定温度为所需温度,使得罐体内达到所需温度;
下一步,通过气阀3向罐体1内注入气体至所需的压力,关闭气阀1;
下一步,实验结束后,取出加载夹具,若试样5被劈裂,进行形貌观察及作用机理分析得出实验报告,若试样5未被劈裂,将其安装在材料力学测试试验机上进行压缩试验,从而计算出地层环境下的岩石抗拉强度。
Claims (3)
1.一种恒载荷作用下水化作用对岩石抗拉强度影响评价装置,其特征在于:装置包括罐体(1)、罐盖(2)加热保温套(4)和加载夹具,所述罐体(1)为圆筒形,温度通过其外壁的加热保温套(4)进行控制,孔隙压力通过罐盖(2)上的气阀(3)通入气体进行施加;所述的加载夹具包括底板(6)、下加载板(7)、上加载板(8)、加载螺母(9)、螺旋弹簧(10)、加载螺杆(11);所述的罐体(1)体积足够大,能够同时放入三套加载夹具进行平行实验;所述的加载夹具夹持试样(5)后,安装在材料力学性能测试***上进行预加载并记录所加载的应力值;所述的试样(5)为圆柱体,直径在20毫米~54毫米,厚度为直径的0.5倍~1.0倍。
2.根据权利要求1所述的一种恒载荷作用下水化作用对岩石抗拉强度影响评价装置,其特征在于:罐体(1)、罐盖(2)、底板(6)、下加载板(7)、上加载板(8)、加载螺母(9)、加载螺杆(11)是由耐腐蚀性能良好的镍基合金加工成型,螺旋弹簧(10)也做了防腐蚀处理。
3.根据权利要求1所述的一种恒载荷作用下水化作用对岩石抗拉强度影响评价装置,其特征在于:所述加载夹具的试样装配加载过程是将底板(6)和下加载板(7)通过加载螺杆(11)连接起来,然后将试样(5)放在底板(6)和下加载板(7)中间位置,再将螺旋弹簧(10)套入加载螺杆(11)上,然后放入上加载板,之后安装在材料力学测试试验机上加载至所需的应力值,最后扭入加载螺母(9)并保证试样受恒定应力状态,其大小等于预加载荷。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201720428101.8U CN206804429U (zh) | 2017-04-23 | 2017-04-23 | 一种恒载荷作用下水化作用对岩石抗拉强度影响评价装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201720428101.8U CN206804429U (zh) | 2017-04-23 | 2017-04-23 | 一种恒载荷作用下水化作用对岩石抗拉强度影响评价装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN206804429U true CN206804429U (zh) | 2017-12-26 |
Family
ID=60733473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201720428101.8U Expired - Fee Related CN206804429U (zh) | 2017-04-23 | 2017-04-23 | 一种恒载荷作用下水化作用对岩石抗拉强度影响评价装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN206804429U (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108562479A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-09-21 | 太原理工大学 | 一种压裂式岩土抗拉强度测试装置和方法 |
CN109736778A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-05-10 | 中国石油大学(北京) | 井眼水化变形红外监测装置及方法 |
CN111175142A (zh) * | 2019-03-22 | 2020-05-19 | 湘潭大学 | 一种冷缩型夹板式岩石围压模拟装置及其标定调整方法 |
CN111965017A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-20 | 中国地质大学(武汉) | 一种测量水合物沉积物抗拉强度的方法 |
-
2017
- 2017-04-23 CN CN201720428101.8U patent/CN206804429U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108562479A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-09-21 | 太原理工大学 | 一种压裂式岩土抗拉强度测试装置和方法 |
CN108562479B (zh) * | 2018-04-09 | 2021-03-30 | 太原理工大学 | 一种压裂式岩土抗拉强度测试装置和方法 |
CN109736778A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-05-10 | 中国石油大学(北京) | 井眼水化变形红外监测装置及方法 |
CN109736778B (zh) * | 2019-03-01 | 2023-11-21 | 中国石油大学(北京) | 井眼水化变形红外监测装置及方法 |
CN111175142A (zh) * | 2019-03-22 | 2020-05-19 | 湘潭大学 | 一种冷缩型夹板式岩石围压模拟装置及其标定调整方法 |
CN111175142B (zh) * | 2019-03-22 | 2023-03-21 | 湘潭大学 | 一种冷缩型夹板式岩石围压模拟装置及其标定调整方法 |
CN111965017A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-11-20 | 中国地质大学(武汉) | 一种测量水合物沉积物抗拉强度的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN206804429U (zh) | 一种恒载荷作用下水化作用对岩石抗拉强度影响评价装置 | |
AU2015403840B2 (en) | Test system and method for liquid nitrogen circle freeze-thawing permeability-increasing simulation of coal rock sample | |
Liu et al. | Freeze-thaw damage evolution of fractured rock mass using nuclear magnetic resonance technology | |
Liu et al. | Study on dynamic characteristics of marble under impact loading and high temperature | |
De Bruyn et al. | The influence of temperature on mechanical characteristics of Boom clay: the results of an initial laboratory programme | |
CN114486532B (zh) | 测试含冰软岩样品蠕变中流体运移规律的装置和方法 | |
CN101788431A (zh) | 沥青混合料剪切性能试验装置及方法 | |
CN103439238B (zh) | 煤页岩中封闭孔隙度的测量方法 | |
Dai et al. | Experimental and numerical study on the damage evolution behaviour of granitic rock during loading and unloading | |
CN110857906A (zh) | 岩石水压破裂动态监测***及其测定方法 | |
CN105004650B (zh) | 气热力耦合作用下低渗岩石时效变形中气体渗透测试方法 | |
Gao et al. | Dynamic behaviors of water-saturated and frozen sandstone subjected to freeze-thaw cycles | |
CN104005747A (zh) | 一种围压水力压裂实验装置及其使用方法 | |
KR102099016B1 (ko) | 암석의 투과도 증진을 위한 가스파쇄 장치 및 이를 이용한 암석 투과도 증진 평가 방법 | |
Xu et al. | Characteristics of pores under the influence of cyclic cryogenic liquid carbon dioxide using low‐field nuclear magnetic resonance | |
Liu et al. | Study on mechanical properties and damage features of rock-coal-rock combination models with defects and fillings | |
CN110231407A (zh) | 一种判断碳酸盐岩盖层有效性的方法 | |
Che et al. | Creep Characteristics of Different Saturated States of Red Sandstone after Freeze‐Thaw Cycles | |
KR101814019B1 (ko) | 완충 플레이트가 장착된 이방성 삼축 압축 상태 모사가 가능한 수압파쇄 성능 평가 실험장치 및 이를 이용한 원통형 시편의 수압파쇄 성능 평가 실험방법 | |
CN109855967A (zh) | 一种破碎煤岩体压实-声发射-电阻率实验装置及方法 | |
CN107059956B (zh) | 一种测定桩土接触面长期剪切强度的简易试验方法 | |
CN217981107U (zh) | 一种动态水力压裂的shpb实验装置 | |
CN116660306B (zh) | 一种基于柱塞样和碎样测量页岩含气量的实验方法 | |
Zhang et al. | Experimental study on the failure behaviour of granite with single fracture under THM coupling condition | |
CN115355059B (zh) | 一种煤层封闭孔的孔-裂隙瓦斯含量测定方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171226 |