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1、研究巖石斷裂力學(xué)性質(zhì):在組合應(yīng)力(單維、雙維和三維)作用下,試驗機(jī)可用于研究巖石的斷裂力學(xué)性質(zhì)。這對于評估巖石在復(fù)雜應(yīng)力環(huán)境下的穩(wěn)定性和耐久性具有重要意義。流變及流變斷裂力學(xué)研究:巖石三軸試驗機(jī)還可用于研究巖石在三維應(yīng)力作用下的流變(蠕變、松弛)及流變斷裂力學(xué)。這些研究有助于預(yù)測巖石在長時間受力下的變形和破壞行為。
2、該試驗機(jī)可根據(jù)用戶不同要求配置圍壓系統(tǒng)、巖石引伸計、高低溫系統(tǒng)、孔隙水壓系統(tǒng)、巖石直剪試驗系統(tǒng)、及巖石剪切、劈裂夾具等??勺詣油瓿蓭r石在不同圍壓下的三軸壓縮試驗,孔隙滲透試驗、高低溫環(huán)境試驗等并可進(jìn)行單向低周循環(huán)及用戶自行設(shè)置的組合波形程序控制等多種控制方式的三軸試驗。
3、巖石三軸試驗機(jī)是研究巖石力學(xué)性質(zhì)的基本試驗設(shè)備,根據(jù)巖石試驗規(guī)程以及的工程建設(shè)的特點,用現(xiàn)有的壓力試驗機(jī)改裝研制出高性能的巖石三軸試驗機(jī),它可以應(yīng)用于高圍壓的巖石三軸剪切試驗、圍壓恒定條件下的巖石三軸蠕變實驗。
4、流變試驗:巖石流變試驗主要是測定巖石在外界載荷條及溫度條件下,所呈現(xiàn)出的流動、變形及破壞等性質(zhì),主要表現(xiàn)在蠕變、松弛、應(yīng)變率效應(yīng)、彈性后效、時效強(qiáng)度、流變損傷及斷裂等方面。該試驗機(jī)設(shè)備可進(jìn)行單軸流變、三軸流變等試驗。其試驗操作類似以上相關(guān)試驗,只是試驗?zāi)亢图虞d方式有所區(qū)別。
5、真三軸試驗機(jī)通常配備有高精度的液壓系統(tǒng),能夠獨立控制三個方向的應(yīng)力,并精確測量試樣的變形。此外,真三軸試驗機(jī)還配備了先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),可以實時監(jiān)測試驗過程中的應(yīng)力、應(yīng)變等參數(shù),為研究者提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。
6、三軸試驗需要一套專用加載裝置、三軸壓力室、穩(wěn)壓裝置和變形測量設(shè)備。為了測定巖石應(yīng)力達(dá)到峰值以后的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系,必須采用伺服控制剛性壓力機(jī)?,F(xiàn)代巖石力學(xué)已逐步向地學(xué)領(lǐng)域發(fā)展。地殼巖石常處于高溫高壓狀態(tài),因而發(fā)展出高溫高壓三軸試驗。
1、巖石試驗機(jī)剛度從某種程度上對巖石壓縮試驗機(jī)結(jié)果存在很大影響,主要有以下幾個方面:比如100T巖石試驗機(jī),主機(jī)框架結(jié)構(gòu)剛度大于10^9,否則會影響主機(jī)結(jié)構(gòu)變形,從而導(dǎo)致試樣豎向變形測量不準(zhǔn)確。如果是動態(tài)試驗系統(tǒng)的話,會導(dǎo)致試樣單方向變形偏大,而另一方向變形偏小。剛度如何達(dá)不到要求的話,會直接影響試件夾持部分重新偏離,試件破壞不能按正常45度劈裂。
2、因為傳感器的好壞決定了試驗機(jī)的精度和測力穩(wěn)定性,巖石三軸試驗機(jī)上使用的軸向力傳感器為大力值輪輻式傳感器。如果傳感器內(nèi)部的應(yīng)變片精度不高或固定應(yīng)變片用的膠抗老化能力不好,再或者傳感器的材料不好都將影響傳感器的精度和使用壽命。
3、高剛度框架:采用高剛度整體鑄造框架,確保加載過程中試樣的加載剛度,提高試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。多功能設(shè)計:該系統(tǒng)不僅具備三軸基礎(chǔ)試驗功能,還能實現(xiàn)階梯加載蠕變擾動試驗、單軸變控制應(yīng)力加載擾動試驗(模擬地震波)等多種復(fù)雜試驗。
4、在利用鋼絲劈裂時,兩根鋼絲能否與試樣側(cè)面很好地線接觸,對試驗結(jié)果影響巨大。文獻(xiàn)[2]給出了113個花崗巖試樣劈裂強(qiáng)度的離散性,不僅包含了巖石材料的差異,也包含了試驗過程的誤差。對圖8-3中花崗巖共進(jìn)行14個試樣的劈裂試驗,強(qiáng)度較低的5個試驗結(jié)果為同一人操作所得。
5、國際巖石力學(xué)學(xué)會(ISRM)提出的對單軸壓縮試驗建議方法草案[22]中建議使用的加載框架的剛度大于5MN/mm,整個加載部分(包括加載框架、工作臺、墊板、荷載傳感器等)的剛度都應(yīng)盡量增大。
6、圍壓對巖石力學(xué)性質(zhì)的影響利用常規(guī)三軸應(yīng)力實驗可以研究圍壓(σ3)對巖石的彈性和強(qiáng)度的影響。圍壓對巖石彈性和強(qiáng)度的影響因巖性不同而各異:對于高強(qiáng)度堅硬而致密的巖石,其彈性模量受圍壓影響不明顯;而較軟的巖石,其彈性模量隨著圍壓增大而顯著提高;巖石的抗壓強(qiáng)度隨著圍壓增大,均有明顯提升。
測試原理體系:該標(biāo)準(zhǔn)通過巖石三軸力學(xué)試驗機(jī)獲取頁巖力學(xué)參數(shù),這些參數(shù)是評估井壁穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。進(jìn)一步地,結(jié)合測井資料,可以建立地應(yīng)力-孔隙壓力耦合模型,從而確定坍塌壓力、破裂壓力與漏失壓力的臨界值,為井壁穩(wěn)定性評價提供關(guān)鍵依據(jù)。
只是試驗?zāi)亢图虞d方式有所區(qū)別。通常會保持某一恒定載荷,同時檢測出試件變形量,即所謂蠕變試驗;或者保持試件變形值,逐步減小軸壓載荷,則為應(yīng)力松弛試驗。經(jīng)長時間觀察,測定試件應(yīng)力、應(yīng)變的情況得出數(shù)據(jù),進(jìn)而總結(jié)出巖石流變的規(guī)律。由于該項試驗及試驗方法尚處在研究和發(fā)展的階段,應(yīng)由主持實驗者具體提出。
設(shè)備配件選擇更合理設(shè)備配件的質(zhì)量會影響設(shè)備使用中的穩(wěn)定性以及使用壽命的長短。對于解決某個工程項目或者某階段的試驗,用戶所需要的設(shè)備只要能滿足當(dāng)下需要,完成當(dāng)前的試驗。相對于購買國外的成品設(shè)備來說,陜西時宇非標(biāo)定制設(shè)備在滿足試驗需要的前提下更能為用戶節(jié)約成本,避免浪費(fèi)。
凍土試驗機(jī)分類一般可以從凍土研究的方向去分類。陜西時宇凍土試驗機(jī)基本上是按系列化產(chǎn)品去做的。
如果是動態(tài)試驗系統(tǒng)的話,會導(dǎo)致試樣單方向變形偏大,而另一方向變形偏小。剛度如何達(dá)不到要求的話,會直接影響試件夾持部分重新偏離,試件破壞不能按正常45度劈裂。
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