巖石三軸剪切滲流系統
系統的組成與功能
試驗系統整體由：軸向加載框架、法向加載機構、高壓水滲流系統、試驗盒、微控系統及數據采集系統、聲學(xué)系統、伺服系統等組成。在試件側向方向上，試驗臺有3類(lèi)可控邊界條件：恒定側向應力、恒定側向位移和恒定側向剛度。在試件垂向方向上平行裂隙剪切方向，可施加垂向應力、位移和滲透壓力。在上述邊界和荷載條件下可進(jìn)行一下幾項試驗
裂隙剪切滲透試驗
裂隙閉合應力-滲透耦合試驗
裂隙剪切應力-滲透耦合試驗
底板巖層結構組合的水壓裂隙擴展模擬試驗
破碎巖體高壓水滲流試驗
裂隙巖石高壓水致裂試驗
底板巖體的剪切滲流流變試驗
統的特點(diǎn)
真三軸加載框架包括三個(gè)獨立加載液壓缸、主機四柱反力架、力傳感器、位移傳感器、球角加載壓頭等。主機采用四柱結構形式，兩個(gè)側向加載液壓缸橫向垂直固定在反力架上，力傳感器安裝在活塞上。
垂向加載機構包括加載油缸、力傳感器、位移傳感器等?？刂葡到y采用德國DOLI公司EDC全數字伺服控制器，該控制器是的控制器，具有多個(gè)測量通道，每個(gè)測量通道可以分別進(jìn)行荷載、位移、變形等的單獨控制或幾個(gè)測量通道的聯(lián)合控制，而且多種控制方式間可以實(shí)現無(wú)沖擊轉換。在EDC中可以設置一個(gè)剛度控制通道，將根據測量得到的側向應力與側向變形計算的試件側向剛度值作為控制參數反饋給EDC控制輸出通道，這樣就可以實(shí)現常側向剛度控制。
高壓水滲流系統包括：滲透加壓系統、伺服電機和控制器、EDC測控器。該系統可以實(shí)現多級可控的恒滲透壓力和滲透流量控制。在試驗盒的出水口設置一套壓力傳感器、流量測量裝置和穩壓裝置，并在EDC控制系統軟件中設置一個(gè)壓差控制通道，來(lái)測量進(jìn)口壓力和出口壓力的差值，實(shí)現試驗盒進(jìn)、出口滲透壓力差的閉環(huán)控制。而且可以實(shí)現穩態(tài)和瞬態(tài)滲透壓力控制。
剪切試驗盒內部尺寸為400 mm（高壓水滲透方向）×200 mm（滲透寬度）×200 mm（側向）。
滲流試驗盒包含了盒體、墊塊、密封材料、加載板等，盒體中頂板、后板、右側板由高剛度鋼板（SKD11）制成，密封材料采用新型航天硅膠，其既有一定強度、又能承受一定的變形，而且摩擦力比較小，可以很好地隔離高壓水的滲透，在試件左側和前側通過(guò)加載單元施加獨立側向載荷，底部施加垂向載荷和滲透水壓，試件通過(guò)密封材料實(shí)現在滑動(dòng)狀態(tài)下仍然保持壓縮密封。通過(guò)頂部不同材料墊塊受壓變形量的差異，實(shí)現巖塊裂隙左右兩部分的剪切位移。
實(shí)現單軸及三軸壓縮條件下具有不同化學(xué)溶液流速的巖石破裂全過(guò)程中細觀(guān)宏觀(guān)觀(guān)測與全自動(dòng)數字記錄，研制全數字控制電液伺侯細觀(guān)加載系統、化學(xué)和流體力學(xué)系統，引進(jìn)觀(guān)測系統。（改進(jìn)觀(guān)測系統，能夠深層次觀(guān)測裂縫擴展的細觀(guān)和宏觀(guān)現象，手段可以采用強光照射、帶有顏色的水流、聲波觀(guān)測系統或者采用自身導電的模擬材料）
系統的技術(shù)要求
通過(guò)三軸試驗系統，實(shí)現對結構面裂縫擴展的實(shí)際物理過(guò)程進(jìn)行監測，研究在孔隙水壓作用下的單向裂縫滲流特性和斷層帶裂隙采動(dòng)擴展特性，研究水壓、流量在裂隙、斷層中的擴展特性，求解滲流參數。研究在開(kāi)采擾動(dòng)作用下裂縫、結構面等貫通突水在突水口附近的動(dòng)力學(xué)特性，研究結構面粗糙度對滲流特性的影響度，研究裂縫擴展方向對煤層底板隔水層阻水性能的影響。通過(guò)實(shí)驗分析，研究在深部煤層開(kāi)采流固耦合的非線(xiàn)性特性，修正darcy定律，考慮其二次項的影響，研究巖體滲流與采動(dòng)應力耦合機理和底板導水通道的活化擴展特性。
系統的創(chuàng )新點(diǎn)
水壓加載系統，水壓要求5Mpa及相關(guān)穩壓系統
軸壓與圍壓加載的穩壓系統
試件單向裂縫的預制工具
高水壓的密封技術(shù)
觀(guān)測試件流量和水壓技術(shù)
結構面粗糙度的量化和預制技術(shù)
裂縫出水口水量和宏觀(guān)現象觀(guān)測技術(shù)
數據數字采集系統研制
試件尺寸400mm*200*200mm
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QQ:2568841715
