一種可測試巖石導(dǎo)熱系數(shù)的常規(guī)三軸試驗裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地指一種應(yīng)用于室內(nèi)巖石力學(xué)試驗中可測試巖石導(dǎo)熱系數(shù)的常規(guī)三軸試驗裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)熱系數(shù)是巖石的一項重要的熱學(xué)參數(shù)。在放射性核廢料處置、地熱能源開采以及地下油氣儲存等工程中，巖石的導(dǎo)熱系數(shù)對于巖體工程的多場耦合研宄有著重要的意義，日益受到人們的重視。巖石加載過程中的應(yīng)力狀態(tài)以及內(nèi)部損傷對導(dǎo)熱系數(shù)有著重要的影響，開展巖石的熱力學(xué)試驗，并研宄巖石應(yīng)力狀態(tài)及損傷對導(dǎo)熱系數(shù)的影響，對于充分認識巖體工程的熱固耦合機理有著重要的意義，并且能夠為放射性核廢料處置等巖體工程提供更好的支持。然而，現(xiàn)有技術(shù)中巖石導(dǎo)熱系數(shù)測試與巖石的力學(xué)試驗(如常規(guī)三軸試驗)是分別進行的，并不能測試巖石試樣加載過程中導(dǎo)熱系數(shù)的數(shù)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是要解決上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種可測試巖石導(dǎo)熱系數(shù)的常規(guī)三軸試驗裝置，可在對巖石試樣進行力學(xué)試驗的同時進行巖石導(dǎo)熱系數(shù)的測試。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種可測試巖石導(dǎo)熱系數(shù)的常規(guī)三軸試驗裝置，其特征在于:包括從上至下依次并同軸設(shè)置的頂蓋、上座和底座，所述上座頂部和所述頂蓋圍成油腔，所述油腔內(nèi)設(shè)置有沿軸向移動的活塞，所述活塞軸向兩端分別伸出所述頂蓋和上座；所述上座底部和所述底座圍成用于放置巖石試樣的測試空間，所述測試空間上部設(shè)置有與外界相通的排氣通道，所述測試空間下部設(shè)置有輸油通道；巖石試樣設(shè)置在所述活塞下端與所述底座頂部之間，所述巖石試樣底部設(shè)置有沿軸向向上延伸的安裝孔，所述安裝孔內(nèi)設(shè)置有熱探針，所述熱探針尾端固定設(shè)置在所述底座頂部，所述熱探針尾端通過數(shù)據(jù)線與外界的數(shù)據(jù)控制及采集系統(tǒng)連接。
[0005]上述方案中:
[0006]所述上座頂部設(shè)置有一圈向上方延伸的擋圈，所述頂蓋固定設(shè)置在所述擋圈頂部，所述上座、擋圈與所述頂蓋圍成的空間即為油腔。
[0007]所述活塞呈十字型，它包括垂直設(shè)置的豎向桿和橫向桿，所述豎向桿的兩端分別伸出所述頂蓋和上座，所述橫向桿的兩端與所述擋圈內(nèi)壁滑動連接；所述擋圈上沿徑向設(shè)置有兩個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別位于所述橫向桿豎向兩側(cè)。
[0008]所述上座和所述底座之間通過多個呈圓周均勻分布的連接桿固定連接。
[0009]所述上座底部設(shè)置有向下延伸的凸起，所述底座頂部設(shè)置有兩層臺階，所述臺階包括從下至上設(shè)置的第一臺階和第二臺階，所述凸起與所述第一臺階的側(cè)壁之間通過套筒連接，所述上座、套筒與底座圍成的區(qū)域即為測試空間。
[0010]所述排氣通道從所述凸起底部向上延伸并經(jīng)90°折彎后延伸至上座外側(cè)壁；所述輸油通道從所述第一臺階頂部向下延伸并經(jīng)90°折彎延伸至底座外側(cè)壁。
[0011]巖石試樣包裹橡膠套內(nèi)，所述橡膠套底部固定套裝在所述第二臺階側(cè)壁。
[0012]所述第二臺階頂部設(shè)置有扁槽，所述熱探針尾端固定設(shè)置在所述扁槽中，所述數(shù)據(jù)線穿過排線通道與外界的數(shù)據(jù)控制及采集系統(tǒng)連接，所述排線通道從所述第一臺階頂部向下延伸并經(jīng)90°折彎延伸至底座外側(cè)壁。
[0013]本發(fā)明解決了巖石導(dǎo)熱系數(shù)測試與巖石的力學(xué)試驗(常規(guī)三軸試驗)不能同時進行的難題，可在對巖石試樣進行力學(xué)試驗的同時進行導(dǎo)熱系數(shù)的測試，且結(jié)構(gòu)合理，易于制造，操作簡單，測量系統(tǒng)精確，自動化程度高。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明中的扁槽斷面示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0017]參考圖1，本實施例的一種可測試巖石導(dǎo)熱系數(shù)的常規(guī)三軸試驗裝置，包括從上至下依次并同軸設(shè)置的頂蓋2、上座3和底座7，上座3頂部設(shè)置有一圈向上方延伸的擋圈3.1，頂蓋2通過螺栓固定設(shè)置在擋圈3.1頂部，上座3、擋圈3.1與頂蓋2圍成的空間即為油腔15。在油腔15內(nèi)設(shè)置有沿軸向移動的活塞1，活塞I呈十字型，它包括垂直設(shè)置的豎向桿1.1和橫向桿1.2，豎向桿1.1的兩端分別伸出頂蓋2和上座3，橫向桿1.2將油腔15分為上下兩部分，橫向桿1.2的兩端與擋圈3.1內(nèi)壁滑動連接；擋圈3.1上沿徑向設(shè)置有兩個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分別位于橫向桿1.2豎向兩側(cè)，并分別與液壓伺服泵連接，液壓伺服泵通過上油通道11向油腔上部中注油并加載軸向力，液壓伺服泵通過下油通道10向油腔下部輸送液壓油以便于試驗結(jié)束時活塞I提升。
[0018]本實施例的上座3底部和底座7之間通過多個呈圓周均勻分布的連接桿固定連接。上座3底部設(shè)置有向下延伸的凸起3.2，底座7頂部設(shè)置有兩層臺階，臺階包括從下至上設(shè)置的第一臺階7.1和第二臺階7.2，凸起3.2與第一臺階7.1同直徑設(shè)置，其側(cè)壁之間通過套筒5連接，上座3、套筒5與底座7圍成的區(qū)域即為放置巖石試樣17的測試空間16。在測試空間16上部設(shè)置有與外界相通并用于排氣的排氣通道4，排氣通道4從凸起3.1底部向上延伸并經(jīng)90°折彎后延伸至上座3外側(cè)壁；測試空間下部設(shè)置有輸油通道9，輸油通道9從第一臺階頂部向下延伸并經(jīng)90°折彎延伸至底座7外側(cè)壁，輸油通道9也與液壓伺服泵連接，液壓伺服泵通過輸油通道9向套筒5內(nèi)部輸送液壓油并向巖石試樣17加載圍壓。
[0019]本實施例的巖石試樣17設(shè)置在活塞I下端與底座7頂部之間，巖石試樣17底部設(shè)置有沿軸向向上延伸的安裝孔18，安裝孔18內(nèi)設(shè)置有熱探針12，熱探針12尾端固定設(shè)置在第二臺階7.2頂部設(shè)置扁槽13 (參考圖2)中，熱探針12尾端連接有數(shù)據(jù)線，數(shù)據(jù)線穿過排線通道8與外界的數(shù)據(jù)控制及采集系統(tǒng)連接，排線通道8作為數(shù)據(jù)線的引入通道，從第一臺階頂部向下延伸并經(jīng)90°折彎延伸至底座7外側(cè)壁。
[0020]本實施例的巖石試樣包裹橡膠套14內(nèi)，橡膠套14底部固定套裝在第二臺階7.2側(cè)壁，以防止液壓油進入巖石試樣的安裝孔18中。
[0021]本實施例的底座7與套筒5、上座3與套筒5、上座3與頂蓋2、上座3與活塞1、頂蓋2與活塞I接觸面分別設(shè)有密封圈，用于保證該裝置內(nèi)部油腔的密封性及加載的可靠性。
[0022]本發(fā)明的常規(guī)三軸試驗裝置其工作原理為