基于數(shù)字圖像的三軸滲流應(yīng)力溫度蠕變耦合實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及巖石力學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種基于數(shù)字圖像的三軸滲流應(yīng)力溫度蠕變耦合實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]煤、巖是天然的地質(zhì)體，長期遭受地應(yīng)力的作用。人工開挖擾動(dòng)后，地應(yīng)力和溫度改變，同時(shí)還通常遭受長期地應(yīng)力的作用，這對煤、巖體的滲透性能影響很大，研究應(yīng)力、溫度及長期應(yīng)力作用對煤巖滲透性的影響規(guī)律是巖石工程穩(wěn)定性分析、煤層瓦斯抽采及災(zāi)害防治等工程的關(guān)鍵；
[0003]現(xiàn)有煤、巖三軸滲流實(shí)驗(yàn)裝置一般可研究應(yīng)力對煤巖滲透性的影響，實(shí)際煤、巖介質(zhì)賦存和工作條件復(fù)雜，不僅遭受開挖擾動(dòng)應(yīng)力的作用，還遭受溫度應(yīng)力、長期地應(yīng)力作用等，引起煤巖空隙壓縮，改變煤巖體的滲透性能。另外，煤、巖介質(zhì)通常是脆性材料，蠕變變形微小，采用常規(guī)方法(如千分表)不易精確測定，且測試過程復(fù)雜，需要引入新的方法進(jìn)行觀測。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型目的是提供一種基于數(shù)字圖像的三軸滲流應(yīng)力溫度蠕變耦合實(shí)驗(yàn)裝置，它能有效地解決【背景技術(shù)】中所存在的問題。
[0005]為了解決【背景技術(shù)】中所存在的問題，它包含三軸壓力室1、數(shù)字圖像觀測裝置和三軸壓力室加熱裝置，所述的三軸壓力室I上安裝有孔壓施加裝置、帶穩(wěn)壓的軸壓施加裝置及圍壓施加裝置；
[0006]所述的孔壓施加裝置包含孔隙壓流體注入管5，該孔隙壓流體注入管5的一端與第一壓力栗8連接，由第一壓力栗8提供孔壓能量，壓力值由數(shù)字壓力表9測量，所述的壓力表9安裝在孔隙壓流體注入管5上，所述孔隙壓流體注入管5的另一端與三軸壓力室I內(nèi)試樣頂端軸壓壓頭連接，并施加孔壓與試樣端部，所述的第一壓力栗8與第一數(shù)字壓力表9之間設(shè)有第一儲(chǔ)能器10，該第一儲(chǔ)能器10通過導(dǎo)管與孔隙壓流體注入管5相連通，達(dá)到維持孔壓穩(wěn)定的目的；
[0007]所述的軸壓施加裝置包含軸壓流體注入管6，該軸壓流體注入管6的一端設(shè)有第二壓力栗11，由該第二壓力栗11提供軸壓，其另一端連接第二數(shù)字壓力表12，再延伸到軸壓流體腔b內(nèi)，所述的第二數(shù)字壓力表12與軸壓流體腔b之間設(shè)有第二儲(chǔ)能器13，該第二儲(chǔ)能器13通過導(dǎo)管與軸壓流體注入管6相連通，通過儲(chǔ)能器13為試樣提供穩(wěn)定軸壓；
[0008]所述的圍壓施加裝置包含圍壓流體注入管7，該圍壓流體注入管7的一端設(shè)有第三壓力栗14，其另一端經(jīng)過第三數(shù)字壓力表15穿過三軸壓力室I進(jìn)入壓力室內(nèi)，并延伸到護(hù)筒16內(nèi)，所述的第三數(shù)字壓力表15與護(hù)筒16之間設(shè)有第三儲(chǔ)能器18，該第三儲(chǔ)能器18通過導(dǎo)管與圍壓流體注入管7相連通，通過第三壓力栗14將流體注入壓力室a內(nèi)提供圍壓，并通過儲(chǔ)能器18保證圍壓穩(wěn)定；
[0009]所述的數(shù)字圖像觀測裝置包含設(shè)置在三軸壓力室I附近的數(shù)字相機(jī)2，該數(shù)字相機(jī)2正對三軸壓力室I的軸向壓頭端部，所述三軸壓力室I的軸向壓頭端部的表面布設(shè)有散斑；
[0010]所述的三軸壓力室加熱裝置包含纏繞在三軸壓力室I外側(cè)的加熱帶20，該加熱帶20與溫控配電控制盒3相連，所述的溫控配電控制盒3通過導(dǎo)線與電源相連，所述的三軸壓力室I上敷設(shè)有溫度傳感器4，由溫度傳感器4反饋溫度，通過溫控配電控制盒3控制加熱溫度；
[0011]所述三軸壓力室I的底部設(shè)有接觸試樣的壓頭，在壓頭上設(shè)置出流管19。
[0012]所述的第一儲(chǔ)能器10、第二儲(chǔ)能器13和第三儲(chǔ)能器18上均設(shè)有泄水閥門17。
[0013]由于采用了以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有以下有益效果:可以利用本裝置研究圍壓、軸壓、孔壓、溫度、蠕變變形對煤滲透率的影響；能精確、自動(dòng)化測量蠕變變形，減少人力耗費(fèi)。
【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本實(shí)用新型，下面將結(jié)合附圖對實(shí)施例作簡單的介紹。
[0015]圖1是本實(shí)用新型中三軸壓力室的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型中數(shù)字圖像觀測裝置圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型中三軸壓力室與溫控配電控制盒的連接關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0019]參看圖1-3，本【具體實(shí)施方式】是采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)，它包含三軸壓力室1、數(shù)字圖像觀測裝置和三軸壓力室加熱裝置，所述的三軸壓力室I上安裝有孔壓施加裝置、帶穩(wěn)壓的軸壓施加裝置及圍壓施加裝置；
[0020]所述的孔壓施加裝置包含孔隙壓流體注入管5，該孔隙壓流體注入管5的一端與第一壓力栗8連接，由第一壓力栗8提供孔壓能量，壓力值由數(shù)字壓力表9測量，所述的壓力表9安裝在孔隙壓流體注入管5上，所述孔隙壓流體注入管5的另一端與三軸壓力室I內(nèi)試樣頂端軸壓壓頭連接，并施加孔壓與試樣端部，所述的第一壓力栗8與第一數(shù)字壓力表9之間設(shè)有第一儲(chǔ)能器10，該第一儲(chǔ)能器10通過導(dǎo)管與孔隙壓流體注入管5相連通，達(dá)到維持孔壓穩(wěn)定的目的；
[0021]所述的軸壓施加裝置包含軸壓流體注入管6，該軸壓流體注入管6的一端設(shè)有第二壓力栗11，由該第二壓力栗11提供軸壓，其另一端連接第二數(shù)字壓力表12，再延伸到軸壓流體腔b內(nèi)，所述的第二數(shù)字壓力表12與軸壓流體腔b之間設(shè)有第二儲(chǔ)能器13，該第二儲(chǔ)能器13通過導(dǎo)管與軸壓流體注入管6相連通，通過儲(chǔ)能器13為試樣提供穩(wěn)定軸壓；
[0022]所述的圍壓施加裝置包含圍壓流體注入管7，該圍壓流體注入管7的一端設(shè)有第三壓力栗14，其另一端經(jīng)過第三數(shù)字壓力表15穿過三軸壓力室I進(jìn)入壓力室內(nèi)，并延伸到護(hù)筒16內(nèi)，所述的第三數(shù)字壓力表15與護(hù)筒16之間設(shè)有第三儲(chǔ)能器18，該第三儲(chǔ)能器18通過導(dǎo)管與圍壓流體注入管7相連通，通過第三壓力栗14將流體注入壓力室a內(nèi)提供圍壓，并通過儲(chǔ)能器18保證圍壓穩(wěn)定；
[0023]所述的數(shù)字圖像觀測裝置包含設(shè)置在三軸壓力室I附近的數(shù)字相機(jī)2，該數(shù)字相機(jī)2正對三軸壓力室I的軸向壓頭端部，所述三軸壓力室I的軸向壓頭端部的表面布設(shè)有散斑。
[0024]所述的三軸壓力室加熱裝置包含纏繞在三軸壓力室I外側(cè)的加熱帶20，該加熱帶20與溫控配電控制盒3相連，所述的溫控配電控制盒3通過導(dǎo)線與電源相連，所述的三軸壓力室I上敷設(shè)有溫度傳感器4，由溫度傳感器4反饋溫度，通過溫控配電控制盒3控制加熱溫度；
[0025]所述三軸壓力室I的底部設(shè)有接觸試樣的壓頭，在壓頭上設(shè)置出流管19。
[0026]所述的第一儲(chǔ)能器10、第二儲(chǔ)能器13和第三儲(chǔ)能器18上均設(shè)有泄水閥門17。
[0027]實(shí)施例1
[0028]參看圖1-3，利用本實(shí)驗(yàn)裝置完成應(yīng)力滲流溫度耦合實(shí)驗(yàn)過程:安裝試件后，施加圍壓、軸壓至預(yù)定值，然后加熱三軸壓力室I至預(yù)定溫度，再施加孔壓，測量不同圍壓、軸壓和溫度下的滲透率。
[0029]實(shí)施例2
[0030]參看圖1-3，利用本實(shí)驗(yàn)裝置完成應(yīng)力滲流蠕變耦合實(shí)驗(yàn)過程:安裝試件后，施加圍壓、軸壓至預(yù)定值，經(jīng)過一段時(shí)間后利用數(shù)字圖像觀測裝置測試軸向應(yīng)變值，然后施加孔壓，采用穩(wěn)定流法測試滲透率，然后再經(jīng)過一段時(shí)間，重復(fù)上述過程，獲得不同蠕變時(shí)間的滲透率。
[0031]最后應(yīng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于數(shù)字圖像的三軸滲流應(yīng)力溫度蠕變耦合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于它包含三軸壓力室(I)、數(shù)字圖像觀測裝置和三軸壓力室加熱裝置，所述的三軸壓力室(I)上安裝有孔壓施加裝置、帶穩(wěn)壓的軸壓施加裝置及圍壓施加裝置； 所述的孔壓施加裝置包含孔隙壓流體注入管(5)，該孔隙壓流體注入管(5)的一端與第一壓力栗(8)連接，由第一壓力栗(8)提供孔壓能量，壓力值由數(shù)字壓力表(9)測量，所述的壓力表(9)安裝在孔隙壓流體注入管(5)上，所述孔隙壓流體注入管(5)的另一端與三軸壓力室(I)內(nèi)試樣頂端軸壓壓頭連接，并施加孔壓與試樣端部，所述的第一壓力栗(8)與第一數(shù)字壓力表(9)之間設(shè)有第一儲(chǔ)能器(10)，該第一儲(chǔ)能器(10)通過導(dǎo)管與孔隙壓流體注入管(5)相連通，達(dá)到維持孔壓穩(wěn)定的目的； 所述的軸壓施加裝置包含軸壓流體注入管￠)，該軸壓流體注入管￠)的一端設(shè)有第二壓力栗(11)，由該第二壓力栗(11)提供軸壓，其另一端連接第二數(shù)字壓力表(12)，再延伸到軸壓流體腔b內(nèi)，所述的第二數(shù)字壓力表(12)與軸壓流體腔b之間設(shè)有第二儲(chǔ)能器(13)，該第二儲(chǔ)能器(13)通過導(dǎo)管與軸壓流體注入管(6)相連通，通過儲(chǔ)能器(13)為試樣提供穩(wěn)定軸壓； 所述的圍壓施加裝置包含圍壓流體注入管(7)，該圍壓流體注入管(7)的一端設(shè)有第三壓力栗(14)，其另一端經(jīng)過第三數(shù)字壓力表(15)穿過三軸壓力室(I)進(jìn)入壓力室內(nèi)，并延伸到護(hù)筒(16)內(nèi)，所述的第三數(shù)字壓力表(15)與護(hù)筒(16)之間設(shè)有第三儲(chǔ)能器(18)，該第三儲(chǔ)能器(18)通過導(dǎo)管與圍壓流體注入管(7)相連通，通過第三壓力栗(14)將流體注入壓力室a內(nèi)提供圍壓，并通過儲(chǔ)能器(18)保證圍壓穩(wěn)定； 所述的數(shù)字圖像觀測裝置包含設(shè)置在三軸壓力室(I)附近的數(shù)字相機(jī)(2)，該數(shù)字相機(jī)(2)正對三軸壓力室(I)的軸向壓頭端部，所述三軸壓力室(I)的軸向壓頭端部的表面布設(shè)有散斑； 所述的三軸壓力室加熱裝置包含纏繞在三軸壓力室(I)外側(cè)的加熱帶(20)，該加熱帶(20)與溫控配電控制盒(3)相連，所述的溫控配電控制盒(3)通過導(dǎo)線與電源相連，所述的三軸壓力室(I)上敷設(shè)有溫度傳感器(4)，由溫度傳感器(4)反饋溫度，通過溫控配電控制盒(3)控制加熱溫度； 所述三軸壓力室(I)的底部設(shè)有接觸試樣的壓頭，在壓頭上設(shè)置出流管(19)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字圖像的三軸滲流應(yīng)力溫度蠕變耦合實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于所述的第一儲(chǔ)能器(10)、第二儲(chǔ)能器(13)和第三儲(chǔ)能器(18)上均設(shè)有泄水閥門(17)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于數(shù)字圖像的三軸滲流應(yīng)力溫度蠕變耦合實(shí)驗(yàn)裝置，它包含三軸壓力室(1)、數(shù)字圖像觀測裝置和三軸壓力室加熱裝置，所述的三軸壓力室(1)上安裝有孔壓施加裝置、帶穩(wěn)壓的軸壓施加裝置及圍壓施加裝置；所述的孔壓施加裝置包含孔隙壓流體注入管(5)，該孔隙壓流體注入管(5)的一端與第一壓力泵(8)連接，由第一壓力泵(8)提供孔壓能量，壓力值由數(shù)字壓力表(9)測量，所述的壓力表(9)安裝在孔隙壓流體注入管(5)上。本實(shí)用新型可以利用本裝置研究圍壓、軸壓、孔壓、溫度、蠕變變形對煤滲透率的影響；能精確、自動(dòng)化測量蠕變變形，減少人力耗費(fèi)。
【IPC分類】G01N15/08
【公開號(hào)】CN204855316
【申請?zhí)枴緾N201520353759
【發(fā)明人】張春會(huì), 趙全勝, 王錫朝, 崔明輝, 杜守軍, 何峰, 岳宏亮, 董子賢
【申請人】河北科技大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年5月23日