專利名稱：自平衡巖石全端面真三軸壓縮試驗裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及地學和巖體工程技術領域，更具體涉及一種自平衡巖石全端面 真三軸壓縮試驗裝置，主要是用于研究在復雜的組合應力狀態(tài)下巖石的基本力 學特性以及可溶巖的應力-溶解耦合特性，試驗結果可應用于地學和巖體工程研 究及巖石力學學科。
背景技術：
在天然條件下，地殼和工程巖體是在復雜的組合應力狀態(tài)下產(chǎn)生變形和破 壞的。巖體是一種復雜的地質體，處于復雜的三維應力場中，巖體破壞通常是 由于其所賦存的應力狀態(tài)發(fā)生改變引起的。常規(guī)三軸巖石力學試驗一般都是對
巖石施加一定的圍壓，然后保持圍壓不變(即0"2= )增加最大主應力。使巖
石發(fā)生破壞，這種試驗方法只能研究軸對稱的應力狀態(tài)，不適用于中間主應力 對巖體強度和變形的影響。真三軸試驗可以解決常規(guī)三軸試驗不能反映的復雜
應力路徑的演化問題，通過主應力^， ￡72， ^的獨立變化，可以體現(xiàn)巖體實 際受荷情況。
巖石(特別是可溶于水的巖石，如巖鹽、石膏、石灰?guī)r等)的應力、溶解 耦合過程研究是國際巖石力學領域最前沿的課題之一，是核廢料地下處置、地 下能源儲存、地下二氧化碳儲存、地熱開發(fā)、石油開采、壩基、邊坡、硐室等 眾多與水相關的巖石工程的最基礎性研究課題之一，具有十分重要的研究意義。 在巖石工程的安全性的諸多影響因素中，水是最活躍的一個因素，對于巖石， 特別是可溶于水的巖石，其力學性質和溶解特性相互作用，相互影響 一方面， 由于在一定的應力和應力變化作用下巖石發(fā)生塑性變形，從而產(chǎn)生不同尺度的 裂隙，當巖石與水溶液接觸時，由于裂隙的不斷產(chǎn)生和擴展，巖石的溶蝕過程發(fā)生了變化；另一方面，由于水溶液對巖石裂隙產(chǎn)生溶蝕作用，從而進一步使 裂隙開度增大，對巖石的力學性質產(chǎn)生影響。
在巖石(特別是可溶于水的巖石，如巖鹽)的溶蝕機理方面，從二十世紀 六十年代開始，R.W.Durie、 F.W.Jessen、 Saberian等大批學者進行了大量試驗 研究，對巖鹽表面光滑程度、溶蝕面傾角、環(huán)境溫度、流速及巖石組成等因素 對溶蝕速度的影響進行了分析。吳剛、楊俊六、趙曉華、劉成倫、黃德芳等從 二十世紀八十年代開始進行了巖鹽溶蝕模擬試驗研究。但巖石(特別是可溶于 水的巖石，如巖鹽)的力學性質和溶解特性是相互作用，相互影響，目前對于 巖石(特別是可溶于水的巖石，如巖鹽)的應力-溶解耦合機理方面的研究還不 夠完善。
目前國內外已研發(fā)的巖石力學試驗設備，主要存在以下幾個方面的問題
1、 未真實的反應巖體的受荷狀態(tài)
巖石常規(guī)三軸壓縮裝置雖然采用了油(或水溶液)施加圍壓，但無法真實 的反應巖體的實際受荷狀態(tài)；巖石真三軸壓縮試驗裝置采用了三向應力施加方 式，但在對巖石試件施加全端面應力方面存在著不足-
(1) 采用方形壓板對巖石試件施加應力，試件未被施加全端面應力。采 用方形壓板對巖石試件進行壓縮試驗時，為了避免巖石試件變形后不同方向的 方形壓板互相影響，在不同方向的方形壓板之間預留了一定的空間，這一部分 空間決定了該試驗儀器的變形測量量程，但由于這部分空間的存在，造成巖石 試件的受力狀態(tài)與實際不符，不是全端面受力。
(2) 采用斜斷面的壓板對巖石試件施加應力，不同方向的斜斷面壓板之 間存在著空間，但是由于空間較小，可近似地認為巖石試件被施加了全端面應 力。壓板采用斜斷面的方式可以擴大巖石試件的變形范圍，但是由于不同方向 的斜斷面壓板之間的空間較小，使得該試驗裝置的測量范圍還是較小，變形量 程小，不適于變形量大的巖石，限制了該試驗裝置的適用范圍。
(3) 對巖石試件施加了全端面的應力，但是由于不同方向的壓板之間的 相互影響，造成巖石試件與壓板之間的摩擦力大，這與巖石的實際受力狀態(tài)不 符。
2、 試驗儀器在結構上不具備"自平衡"功能，即試驗裝置不能夠從本身
6結構設計上實現(xiàn)加載力和反力相平衡，這就造成試驗儀器必須使用巨大的承力 柱去承擔由于加載而產(chǎn)生的反力，試驗裝置的尺寸大，儀器笨重，應力的施加 方式較單一，操作難度較高，人力進行試驗操作比較困難，安全性較差。
3、某些巖石三軸壓縮試驗裝置在設計上限制了該裝置的功能，不能較好 的進行試驗儀器功能的擴展，特別是不能進行巖石試件的應力-溶解耦合試驗。
為此，必須對巖石三軸壓縮試驗裝置進行改進，使得三軸壓縮試驗裝置的 應力施加方式多樣化，真實的反應巖體的受荷狀態(tài)，對巖石試件能夠全端面施 加應力；能夠測試可溶巖的應力-溶解耦合特性，使得試驗裝置的功能多樣化； 并且通過對試驗裝置結構上的設計使得該試驗裝置結構簡單，易操作。本試驗 裝置針對以上各點進行了改進。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是在于提供了一種自平衡巖石全端面真三軸壓縮試驗裝置， 該裝置能進行多種巖石的多種試驗，對多數(shù)可溶巖(如巖鹽、石膏、石灰?guī)r等) 和不溶巖(如花崗巖、砂巖等)的真三軸壓縮進行試驗；另外由于其能夠通過 水溶液來施加一個方向的壓力，還可以對可溶巖(如巖鹽、石膏等)的應力-溶解耦合進行試驗；對巖石試件能夠全端面施加應力，真實的反應巖體的受荷 狀態(tài)；通過對試驗裝置結構上的設計使得該試驗裝置結構簡單，易操作，具備 "自平衡"功能。
該試驗裝置由三軸壓力室、"四聯(lián)板"機構、q加載傳遞系統(tǒng)、 加載傳 遞系統(tǒng)和^加載傳遞系統(tǒng)組成，其特征在于^加載傳遞系統(tǒng)位于三軸壓力室 上端，通過^方向活塞與三軸壓力室相連；C^加載傳遞系統(tǒng)位于三軸壓力室的 側端，通過^方向活塞與三軸壓力室相連；C^加載傳遞系統(tǒng)通過排水孔與進水
孔與三軸壓力室相連；"四聯(lián)板"機構位于三軸壓力室內部。該試驗裝置的主要 技術特征在于使用四聯(lián)板機構能夠對巖石試件施加全端面應力，消除巖石試 件與試驗裝置之間的摩擦力，真實的反應巖體的實際受荷狀態(tài)。下面分別對試 驗裝置的各個組成部分詳細進行說明。 (1)三軸壓力室
該系統(tǒng)由三軸壓力室頂板，三軸壓力室右側蓋板，三軸壓力室圍板，三軸壓力室下蓋板，三軸壓力室上蓋板，q方向底座，螺栓共同組裝而成。
三軸壓力室頂板一次性加工成型，嵌套有^方向活塞。三軸壓力室上蓋板
還嵌套有q方向加載傳遞油孔，三軸壓力室頂板通過螺栓與三軸壓力室上蓋板 固定在一起。
三軸壓力室右側蓋板一次性加工成型，中心為一圓孔，嵌套有^方向活塞， 通過螺栓與三軸壓力室圍板相連，三軸壓力室右側蓋板內嵌 方向加載傳遞油
孔和R方向活塞回收油孔。
三軸壓力室圍板通過螺栓以及密封圈與三軸壓力室上蓋板，三軸壓力室右 側蓋板以及三軸壓力室下靠板組裝在一起。右側三軸壓力室圍板中間為一圓孔，
通過密封圈與CT2方向活塞相連，右側三軸壓力室圍板沿 方向活塞左右對稱。
三軸壓力室下蓋板通過螺栓與三軸壓力室圍板固定在一起，并與^方向底
座相接。其內嵌排水孔和進水孔。
三軸壓力室上蓋板為一半工字形，上部為正方形，工字形內部為圓形，三
軸壓力室上蓋板中心有一圓孔，通過密封圈與q方向活塞相連，三軸壓力室上 蓋板沿CT,方向活塞左右對稱。三軸壓力室上蓋板通過螺栓以及密封圈與三軸壓
力室頂板、三軸壓力室圍板連接在一起。
。方向底座為方形或長方形，處于三軸壓力室下蓋板和"四聯(lián)板"機構之
間，其長度尺寸與三軸壓力室內部空間q方向的尺寸相匹配。其主要作用是使 巖石試件的中心與&加載傳遞系統(tǒng)的中心線重合，以保證R方向應力與巖石 試件的中心對中。
(2)"四聯(lián)板"機構
該機構由。方向滾珠壓頭，0"2方向滾珠壓頭，第一、第二O",方向應力施 加平板，第一、第二R方向應力施加平板，以及巖石試件共同組裝而成。
CT,方向滾珠壓頭位于^方向活塞和第一0^方向應力施加平板之間，其為一
8圓柱形壓頭，圓柱形壓頭底部鑲嵌有滾珠，滾珠在圓柱形壓頭底部對稱分布。 其主要作用是將q方向應力傳遞到第一q方向應力施加平板上，并通過壓頭底
部的滾珠消除第一q方向應力施加平板與q方向滾珠壓頭之間的摩擦力，保證
a,方向應力垂直加載傳遞。
方向滾珠壓頭和巧方向滾珠壓頭的文字描述是等同的。 巖石試件位于第一、第二cr,方向應力施加平板和第一、第二^方向應力施
加平板之間，長方形。巖石試件與第一、第二q方向應力施加平板和第一、第
二C72方向應力施加平板接觸的四個面上有一層光滑金屬箔片，其主要作用是消
除應力施加壓板與巖石試件之間的摩擦力。
第一、第二。方向應力施加平板和第一、第二^方向應力施加平板與巖石
試件相接觸。第二0"2方向應力施加平板的長度超過巖石試件的長度，第二 方
向應力施加平板的一端有彈簧，彈簧的另一端抵在q方向底座上，彈簧的作用
是利于第二^方向應力施加平板安裝，并保證其與(7,方向底座之間預留一定的
空隙，這部分空隙決定了第二^方向應力施加平板向下移動的范圍，決定了O",
方向變形的量程。當?shù)诙﨏T2方向應力施加平板受到第一q方向應力施加平板的
擠壓時，第二G"2方向應力施加平板可以向空隙處移動。第二^方向應力施加平
板的長度大于巖石試件的寬度，其位于巖石試件和q方向底座之間；第二O",方
向應力施加平板與三軸壓力室圍板之間有一定的空隙，這部分空隙決定了第二
CT,方向應力施加平板向左移動的范圍，決定了^方向變形的量程；第二q方
向應力施加平板通過一排滾珠與q方向底座相接觸，滾珠鑲嵌在第二q方向應 力施加平板上，其作用是消除第二q方向應力施加平板與A方向底座之間的摩 擦力。這四塊壓板組合在一起，當巖石試件產(chǎn)生變形后，第一q方向應力施加
平板在cr,方向滾珠壓頭的推動下產(chǎn)生沿O",方向的移動；第二 方向應力施加
9平板在 方向滾珠壓頭的推動下產(chǎn)生沿^方向的移動，同時在第一C7,方向應
力施加平板的擠壓下產(chǎn)生向下的移動；第二q方向應力施加平板在第二 方向
應力旌加平板的擠壓下產(chǎn)生沿0"2方向的移動；第一 方向應力施加平板在試 驗過程中位置保持不變。
"四聯(lián)板"機構的主要作用是在O",和q方向通過應力施加平板對巖石試件
施加壓力，C^方向則通過溶液或油等對巖石試件施加壓力，并且該機構可以保
證巖石試件所承受的(7,方向應力為垂直應力，所承受的 方向應力為水平應
力，應力方向不會發(fā)生偏轉；該機構能夠保證在^和^方向對巖石試件進行全 端面的應力施加；該機構能夠消除巖石試件與應力施加壓板之間的摩擦力，同 時避免第一 A方向應力施加壓板與C7,方向球形壓頭之間的摩擦力以及第二
方向應力施加壓板與 方向底座之間的摩擦力。
(3) q加載傳遞系統(tǒng)
該系統(tǒng)包含以下部件。方向位移測量計；^方向提手；^方向活塞；。 方向油缸壓板；q方向油缸；q方向加載傳遞油孔；O",方向活塞回收油孔；(7, 方向穩(wěn)壓器；^方向手壓泵。該系統(tǒng)的主要作用是提供q方向應力。
q加載傳遞系統(tǒng)與三軸壓力室頂板，三軸壓力室上蓋板以及"四聯(lián)板"機 構相連，其主要作用是將。方向應力傳遞給"四聯(lián)板"機構，并測量巖石試件 在^方向受壓后所產(chǎn)生的變形。q加載傳遞系統(tǒng)套裝在三軸壓力室頂板中，并
通過密封圈以及螺栓與三軸壓力室頂板，三軸壓力室上蓋板聯(lián)結成一體。
q方向位移測量計通過^方向提手與三軸壓力室頂板相接，其作用為測量
C7,方向應力施加后儀器以及試樣在^方向上產(chǎn)生的變形。
(7,方向提手套裝在方向活塞上，方向提手上套有q方向位移測量計，
其主要作用是固定C7i方向位移測量計，并用于安裝CT,方向活塞。cr]方向活塞通過密封圈嵌套在三軸壓力室頂板中間，并通過密封圈與三軸 壓力室上蓋板相連，其與。方向滾珠壓頭相接，其上套裝有^方向提手和cr,方 向油缸壓板，其主要作用是采用變徑增壓的方式將q方向壓力通過q方向油缸 壓板擠壓q方向油缸中的油，從而將q方向應力傳遞到q方向滾珠壓頭上。
cr,方向油缸壓板為圓柱形，套裝在。方向活塞上，位于q方向油缸中，與
三軸壓力室頂板的內徑相匹配，通過密封圈與三軸壓力室頂板相接，其主要作 用是傳遞 方向的壓力并推動q方向活塞。q方向油缸壓板的活動范圍被局限
在A方向油缸中，并且其要保證O",方向油缸下部的油不會漏進q方向油缸上 部。
q方向油缸為三軸壓力室頂板所形成的空間，圓柱形，被q方向袖缸壓板
分為兩個部分。其主要作用為裝油的容器，并為q方向油缸壓板提供活動的范 圍。
^方向加載傳遞油孔嵌套在三軸壓力室頂板中，其通過管路與 方向穩(wěn)壓 器相連通。其主要作用是讓提供q方向壓力的油進入q方向油缸的上部。
CT,方向活塞回收油孔嵌套在三軸壓力室上蓋板中，與q方向油缸下部相 連，其主要作用是讓。方向活塞回程復位。
q方向穩(wěn)壓器的型號為NXQrL，與C7,方向手壓泵相連，其主要作用是提 供穩(wěn)定的^方向壓力。
q方向手壓泵分級實行加壓，壓力表格的最小刻度為O.lMPa，每手動壓一 次壓力變化O.lMPa。
(4) ^加載傳遞系統(tǒng)
該系統(tǒng)包含以下部件0"2方向位移測量計；72方向提手； 方向活塞；^
方向油缸壓板；0"2方向油缸；R方向加載傳遞油？L; 0"2方向活塞回收油孔；CT2方向穩(wěn)壓器；0"2方向手壓泵。該系統(tǒng)的主要作用是提供 方向應力。
加載傳遞系統(tǒng)與三軸壓力室右側蓋板，三軸壓力室圍板以及"四聯(lián)板"
機構相連，其主要作用是將R方向壓力傳遞給"四聯(lián)板"機構，并測量巖石試
件在^方向受壓后所產(chǎn)生的變形。c^加載傳遞傳遞系統(tǒng)套裝在三軸壓力室右 側蓋板和三軸壓力室圍板中，并通過密封圈以及螺栓與三軸壓力室右側蓋板和 三軸壓力室圍板聯(lián)結成一體。該系統(tǒng)與q加載傳遞系統(tǒng)的文字描述是等同的。
(5) 加載傳遞系統(tǒng)
該系統(tǒng)包含以下部件排水孔；進水孔；0"3方向穩(wěn)壓器；^方向手壓泵；
手動雙吸筒泵。該系統(tǒng)的主要作用是提供 方向應力。
排水孔嵌套在三軸壓力室下蓋板中，與三軸壓力室內部空間連通，是一個 直線型通道，其主要作用是排水溶液或油等。
進水孔嵌套在三軸壓力室下蓋板中，與三軸壓力室內部空間連通，是一個 折線型的通道，并與^方向穩(wěn)壓器相連，其主要作用是供具有&方向應力的水
溶液或油等進入三軸壓力室內部空間的通道。
0"3方向穩(wěn)壓器和(73方向手壓泵與q方向穩(wěn)壓器和q方向手壓泵的文字描
述是等同的。
手動雙吸筒泵由左側進油(水)口，左側出油(水)口，右側進油(水) 口，右側出油(水)口，左側缸筒，左側活塞，雙缸中間隔層，右側缸筒，活 塞桿，右側活塞，活塞手柄傳動桿，活塞手柄共同組裝而成。其主要作用是循 環(huán)供油(水)，從而保證為&方向提供不間斷的溶液，手動雙吸筒泵采用手搖
柄進行轉動來進行供油(水)。此設備采用不銹鋼制造，不施加壓力。
手動雙吸筒泵正常工作時全過程如下當手握活塞手柄推右側活塞時(也 就是右側活塞向左移動)，左側出油(水)口打開，左側進油(水)口關閉，右 側出油(水)口關閉，右側進油(水)口打開；當手握活塞手柄拉右側活塞時 (也就是右側活塞向右移動)，右側出油(水)口打開，右側進油(水)口關閉， 左側出油(水)口關閉，左側進油(水)口打開。如此反復，不論是推右側活塞還是拉右側活塞的過程中，都會不間斷的實現(xiàn)供油(水)。 本發(fā)明的特點是
1、 本試驗裝置應力施加的方式多樣化，該裝置兩個方向的應力施加是采用 平板壓頭施加，另一方向的應力是通過油(或水溶液)進行施加。
2、 本試驗裝置可以進行多種巖石的多種試驗，其可以進行多數(shù)可溶巖(如 巖鹽、石膏、石灰?guī)r等)和不溶巖(如花崗巖、砂巖等)的真三軸壓縮試驗； 另外由于其能夠通過水溶液來施加一個方向的壓力，故可以進行可溶巖(如巖 鹽、石膏、石灰?guī)r等)的應力-溶解耦合試驗。
3、 本試驗裝置包含"四聯(lián)板"機構，該機構主要有4個功能(1)可以保 證對巖石試件的每個面都能夠全端面施加應力；(2)可以保證巖石試件所承受
的 方向應力和0"2方向應力的方向在試驗過程中不會發(fā)生偏轉；(3)消除巖石
試件與應力施加壓板之間的摩擦力，以及應力施加壓板與壓頭之間的摩擦力； (4)巖石試件變形測量范圍大，能夠進行大量程變形的巖石壓縮試驗。
4、 本試驗裝置中的三軸壓力室在結構上具有"自平衡"功能，能夠從本身 結構設計上實現(xiàn)加載力和反力相平衡。
5、 本試驗裝置尺寸小，結構簡單，易操作，并且能夠較容易的實現(xiàn)功能的擴展。


圖1是自平衡巖石全端面真三軸壓縮試驗裝置結構示意圖。
其中l(wèi)a.q方向位移測量計；lb.O"2方向位移測量計；2a.O",方向提手；2b.CT2
方向提手；3a.q方向活塞；3b.o^方向活塞；4a.q方向油缸壓板；4b.c^方向 油缸壓板；5a,。方向油缸；5b.o^方向油缸；6a.cr,方向滾珠壓頭；6b.q方向 滾珠壓頭；7a.q方向加載傳遞油孔；7b.R方向加載傳遞油孔；8a.q方向活塞
回收油孔；8b.cT2方向活塞回收油孔；9a、 9b、 9c、 9d.第一、第二、第三、第
四三軸壓力室頂板；10a、 10b.第一、第二三軸壓力室右側蓋板；lla、 llb、 lie. 第一、第二、第三三軸壓力室圍板；12.三軸壓力室下蓋板；13a、 13b、 13c、
1313d、 13e、 13f.第一、第二、第三、第四、第五、第六螺栓；14.排水孔；15a、 15b.第一、第二 方向應力施加平板；16a、 16b.第一、第二o"2方向應力施加
平板；17.q方向底座；18.巖石試件；19.進水孔；20a. O",方向穩(wěn)壓器；20b. C72方
向穩(wěn)壓器；20c.o"3方向穩(wěn)壓器；21a,。方向手壓泵；21b.^方向手壓泵；21c.o"3
方向手壓泵；22.手動雙吸筒泵；23a、 23b.第一、第二三軸壓力室上蓋板。
圖2是三軸壓力室各部件的結構示意圖。圖中的各部件的標號與圖1是相 同的。
圖3是三軸壓力室內部各部件的結構示意圖。圖中的各部件的標號與圖1 是相同的。
圖4是手動雙吸筒泵結構示意圖。
其中A.左側進油(水)口； B.左側出油(水)口； C.右側進油(水) 口； D.右側出油(水)口； E.左側缸筒；F.左側活塞；G雙缸中間隔層； H.右側缸筒；I.活塞桿；J.右側活塞；K.活塞手柄傳動桿；L.活塞手柄。
具體實施例方式
下面結合附圖，對本發(fā)明作進一步的說明。
由圖l、圖2、圖3和圖4可知，該試驗裝置由三軸壓力室I、"四聯(lián)板"機 構II、。加載傳遞系統(tǒng)m、 o"2加載傳遞系統(tǒng)IV和o"3加載傳遞系統(tǒng)V組成，。
加載傳遞系統(tǒng)III位于三軸壓力室I上端，通過^方向活塞3a與三軸壓力室I
相連；^加載傳遞系統(tǒng)IV位于三軸壓力室I的側端，通過c^方向活塞3b與三
軸壓力室I相連；q加載傳遞系統(tǒng)V通過排水孔14與進水孔19與三軸壓力室
I相連；"四聯(lián)板"機構II位于三軸壓力室I內部。下面分別對試驗裝置的各個 組成部分詳細進行說明。 (1)三軸壓力室
所述的三軸壓力室I由第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂板9a、 9b、 9c、 9d、第一、第二三軸壓力室右側蓋板10a、 10b、第一、第二、第三三軸壓 力室圍板lla、 llb、 llc、三軸壓力室下蓋板12、第一、第二三軸壓力室上蓋
板23a、 23b、 q方向底座17、第一、第二、第三、第四、第五、第六螺栓13a、13b、 13c、 13d、 13e、 13f組成，嵌套有q方向活塞3a，第一三軸壓力室上蓋
板9a還嵌套有。方向加載傳遞油孔7a，第三三軸壓力室頂板9c通過第一螺栓
13a與第一三軸壓力室上蓋板23a固定，第四三軸壓力室頂板9d通過第二螺栓 13b與第二三軸壓力室上蓋板23b固定；其詳細構成如圖2所示。
第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂板9a、 9b、 9c、 9d—次性加工成型，
嵌套有 方向活塞3a。第一三軸壓力室上蓋板9a還嵌套有。方向加載傳遞油
孔7a，第三三軸壓力室頂板通過第一螺栓13a與第一三軸壓力室上蓋板23a固 定在一起，第四三軸壓力室頂板通過第二螺栓13b與第二三軸壓力室上蓋板23b 固定在一起。
第一、第二三軸壓力室右側蓋板10a、 10b—次性加工成型，中心為一圓孔， 嵌套有 方向活塞3b,通過第五、第六螺栓13e、 13f與第二、第三三軸壓力
室圍板llb、 llc相連，第一三軸壓力室右側蓋板10a內嵌o"2方向加載傳遞油
孔7b;第二三軸壓力室右側蓋板10b內嵌 方向活塞回收油孔8b。
第一、第二、第三三軸壓力室圍板lla、 llb、 llc通過第一、第二、第三、 第四、第五、第六螺栓13a、 13b、 13c、 13d、 13e、 13f以及密封圈與第一、第 二三軸壓力室上蓋板23a、 23b，第一、第二三軸壓力室右側蓋板10a、 10b以 及三軸壓力室下蓋板12組裝在一起。第二、第三三軸壓力室圍板llb、 llc中
間為一圓孔，通過密封圈與^方向活塞3b相連，第二、第三三軸壓力室圍板
llb、 11c沿o^方向活塞3b左右對稱。
三軸壓力室下蓋板12通過第三螺栓13c與第一三軸壓力室圍板lla固定在 一起，通過第四螺栓13d與第三三軸壓力室圍板llc固定在一起，并與cr,方向
底座17相接。其內嵌排水孔14和進水孔19。
第一、第二三軸壓力室上蓋板23a、 23b為一半工字形，上部為正方形，工 字形內部為圓形，第一、第二三軸壓力室上蓋板23a、 23b中心有一圓孔，通過 密封圈與q方向活塞3a相連，第一、第二三軸壓力室上蓋板23a、 23b沿q方 向活塞3a左右對稱。第一三軸壓力室上蓋板23a通過第一螺栓13a以及密封圈與第三三軸壓力室頂板9c、第一三軸壓力室圍板lla連接在一起，第二三軸壓 力室上蓋板23b通過第二螺栓13b以及密封圈與第四三軸壓力室頂板9d、第二 三軸壓力室圍板llb連接在一起。
a,方向底座17為方形或長方形，處于三軸壓力室下蓋板12和"四聯(lián)板" 機構II之間，其長度尺寸與三軸壓力室I內部空間cr,方向的尺寸相匹配。其主
要作用是使巖石試件18的中心與0"2加載傳遞系統(tǒng)IV的中心線重合，以保證
方向應力與巖石試件18的中心對中。 (2)"四聯(lián)板"機構
所述的四聯(lián)板機構II由q方向滾珠壓頭6a、 q方向滾珠壓頭6b、第一、
第二cr,方向應力施加平板15a、 15b、第一、第二o"2方向應力施加平板16a、 16b
及巖石試件18組成，q方向滾珠壓頭6a位于q方向活塞3a和第一q方向應 力施加平板15a之間，圓柱形壓頭底部鑲嵌有滾珠，滾珠在圓柱形壓頭底部對 稱分布，巖石試件18位于第一、第二CT,方向應力施加平板15a、 15b和第一、
第二o"2方向應力施加平板16a、 16b之間，第一、第二q方向應力施加平板15a、 15b和第一、第二^方向應力施加平板16a、16b與巖石試件18相接觸，第二(72 方向應力施加平板16b的一端有彈簧，彈簧的另一端抵在。方向底座17上， 第二q方向應力施加平板15b與第一三軸壓力室圍板lla之間有空隙，滾珠鑲 嵌在第二q方向應力施加平板15b上。其詳細構成如圖3所示。
cr,方向滾珠壓頭6a位于q方向活塞3a和第一q方向應力施加平板15a之 間，其為一圓柱形壓頭，圓柱形壓頭底部鑲嵌有滾珠，滾珠在圓柱形壓頭底部 對稱分布。其主要作用是將q方向應力傳遞到第一q方向應力施加平板15a上，
并通過壓頭底部的滾珠消除第一q方向應力施加平板15a與q方向滾珠壓頭6a
之間的摩擦力，保證q方向應力垂直加載傳遞。
cr2方向滾珠壓頭6b和。方向滾珠壓頭6a的文字描述是等同的。
16巖石試件18位于第一、第二cr,方向應力施加平板15a、15b和第一、第二o^ 方向應力施加平板16a、 16b之間，長方形。巖石試件18與第一、第二。方向 應力施加平板15a、 15b和第一、第二 方向應力施加平板16a、 16b接觸的四
個面上有一層光滑金屬箔片，其主要作用是消除應力施加壓板與巖石試件之間 的摩擦力。
第一、第二 方向應力施加平板15a、 15b和第一、第二(T2方向應力施加 平板16a、 16b與巖石試件18相接觸。第二 方向應力施加平板16b的長度超 過巖石試件18的長度，其一端有一個彈簧，彈簧的另一端抵在q方向底座17 上，彈簧的作用是利于第二o^方向應力施加平板16b安裝，并保證其與q方向 底座17之間預留一定的空隙，這部分空隙決定了第二<72方向應力施加平板16b 向下移動的范圍，決定了q方向變形的量程。當?shù)诙方向應力施加平板16b 受到第一q方向應力施加平板15a的擠壓時，第二 方向應力施加平板16b可 以向空隙處移動。第二^方向應力施加平板15b的長度大于巖石試件18的寬 度，其位于巖石試件18和q方向底座17之間；第二q方向應力施加平板15b 與第一三軸壓力室圍板lla之間有一定的空隙，這部分空隙決定了第二q方向 應力施加平板15b向左移動的范圍，決定了&方向變形的量程；第二。方向應 力施加平板15b通過一排滾珠與q方向底座17相接觸，滾珠鑲嵌在第二q方
向應力施加平板15b上，其作用是消除第二 方向應力施加平板15b與q方向 底座17之間的摩擦力。這西塊壓板組合在一起，當巖石試件18產(chǎn)生變形后， 第一A方向應力施加平板15a在o",方向滾珠壓頭6a的推動下向下移動;第二^
方向應力施加平板16b在cr,方向滾珠壓頭6b的推動下產(chǎn)生沿^方向的移動，
同時在第一q方向應力施加平板15a的擠壓下產(chǎn)生向下的移動；第二q方向應
力施加平板15b在第二^方向應力施加平板16b的擠壓下產(chǎn)生向左的移動；第
17一^方向應力施加平板16a在試驗過程中位置保持不變。
"四聯(lián)板"機構II的主要作用是在 和cr,方向通過應力施加平板對巖石 試件18施加壓力， 方向則通過溶液或油等對巖石試件18施加壓力，并且該 機構可以保證巖石試件18所承受的q方向應力為垂直應力，所承受的G"2方向
應力為水平應力，應力方向不會發(fā)生偏轉；該機構能夠保證在 和C72方向對巖
石試件18進行全端面的應力施加；該機構能夠消除巖石試件18與應力施加壓 板15a、 15b、 16a、 16b之間的摩擦力，同時避免第一q方向應力施加壓板15a
與tr,方向球形壓頭6a之間的摩擦力以及第二q方向應力施加壓板15b與q方 向底座17之間的摩擦力。 (3) q加載傳遞系統(tǒng)
所述的 加載傳遞系統(tǒng)III包括q方向位移測量計la、 方向提手2a、 q
方向活塞3a、 o",方向油缸壓板4a、。方向油缸5a、 q方向加載傳遞油孔7a、
q方向活塞回收油孔8a、 q方向穩(wěn)壓器20a、 cr,方向手壓泵21a， cr,加載傳遞
系統(tǒng)III與第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂板9a、 9b、 9c、 9d、第一、
第二三軸壓力室上蓋板23a、 23b、四聯(lián)板機構n相連，o",加載傳遞系統(tǒng)III套
裝在第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂板9a、 9b、 9c、 9d中，通過密封圈 及第一、第二螺栓13a、 13b與第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂板9a、
9b、 9c、 9d、第一、第二三軸壓力室上蓋板23a、 23b連接，。方向位移測量計 la通過q方向提手2a與第二三軸壓力室頂板9b相接，q方向提手2a套裝在q 方向活塞3a上，q方向提手2a上套有q方向位移測量la， q方向活塞3a通 過密封圈嵌套在第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂板9a、 ％、 9c、 9d中間， 并通過密封圈與第一、第二三軸壓力室上蓋板23a、 23b相連，其與巧方向滾珠
壓頭6a相接，其上套裝有o",方向提手2a和q方向油缸壓板4a， cr,方向油缸壓 板4a為圓柱形，套裝在(Ji方向活塞3a上，位于^方向油缸5a中，cr,方向加載傳遞油孔7a嵌套在第一三軸壓力室頂板9a中，通過管路與cr,方向穩(wěn)壓器20a
相連通，q方向活塞回收油孔8a嵌套在第二三軸壓力室上蓋板23b中，與ct,方 向油缸5a相連。
c7,加載傳遞系統(tǒng)III與第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂板9a、 9b、 9c、 9d，第一、第二三軸壓力室上蓋板23a、 23b以及"四聯(lián)板"機構II相連， 其主要作用是將q方向應力傳遞給"四聯(lián)板"機構II，并測量巖石試件18在q
方向受壓后所產(chǎn)生的變形。q加載傳遞系統(tǒng)III套裝在第一、第二、第三、第
四三軸壓力室頂板9a、 9b、 9c、 9d中，并通過密封圈以及第一、第二螺栓13a、 13b與第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂板9a、 9b、 9c、 9d，第一、第二 三軸壓力室上蓋板23a、 23b聯(lián)結成一體。
cr,方向位移測量計la通過。方向提手2a與第二三軸壓力室頂板％相接，
其作用為測量q方向應力施加后儀器以及試樣在q方向上產(chǎn)生的變形。
cr,方向提手2a套裝在方向活塞3a上，方向提手2a上套有cr,方向位
移測量計la，其主要作用是固定q方向位移測量計la，并用于安裝 方向活 塞3a。
q方向活塞3a通過密封圈嵌套在第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂板 9a、 9b、 9c、 9d中間，并通過密封圈與第一、第二三軸壓力室上蓋板23a、 23b 相連，其與q方向滾珠壓頭6a相接，其上套裝有o",方向提手2a和c7,方向油缸
壓板4a，其主要作用是采用變徑增壓的方式將q方向壓力通過q方向油缸壓板 4a擠壓q方向油缸5a中的油，從而將q方向應力傳遞到q方向滾珠壓頭6a 上。
。方向油缸壓板4a為圓柱形，套裝在q方向活塞3a上，位于^方向油缸 5a中，與第一、第二三軸壓力室頂板9a、 9b的內徑相匹配，通過密封圈與第 一、第二三軸壓力室頂板9a、 9b相接，其主要作用是傳遞 方向的壓力并推動
19cr,方向活塞3a。 o",方向油缸壓板4a的活動范圍被局限在 方向油缸5a中，并 且其要保證q方向油缸5a下部的油不會漏進cr,方向油缸5a上部。
A方向油缸5a為第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂板9a、 9b、 9c、 9d所形成的空間，圓柱形，被cr,方向油缸壓板4a分為兩個部分。其主要作用 為裝油的容器，并為cr,方向油缸壓板4a提供活動的范圍。
^方向加載傳遞油孔7a嵌套在第一三軸壓力室頂板9a中，其通過管路與
q方向穩(wěn)壓器20a相連通。其主要作用是讓提供cr，方向壓力的油進入f7,方向油 缸5a的上部。
q方向活塞回收油孔8a嵌套在第二三軸壓力室上蓋板23b中，與o",方向 油缸5a下部相連，其主要作用是讓q方向活塞3a回程復位。
方向穩(wěn)壓器20a的型號為NXQ廣L，與q方向手壓泵21a相連，其主要
作用是提供穩(wěn)定的q方向壓力。
cr,方向手壓泵21a分級實行加壓，壓力表格的最小刻度為0.1MPa，每手動 壓一次壓力變化0.1MPa。 (4) 0"2加載傳遞系統(tǒng)
所述的o"2加載傳遞系統(tǒng)IV包括cr2方向位移測量計lb、 ct2方向提手2b、 cr2
方向活塞3b、 a^方向油缸壓板4b、 cr2方向油缸5b、 c^方向穩(wěn)壓器20b; q方
向手壓泵21b。 加載傳遞系統(tǒng)IV與第一、第二三軸壓力室右側蓋板10a、 10b、
第二、第三三軸壓力室圍板llb、 llc、四聯(lián)板機構II相連，^加載傳遞系統(tǒng)套
裝在第一、第二三軸壓力室右側蓋板10a、 10b和第二、第三三軸壓力室圍板 llb、 llc中，通過密封圈以及第五、第六螺栓13e、 13f與第一、第二三軸壓力 室右側蓋板10a、 10b和第二、第三三軸壓力室圍板llb、 llc聯(lián)結成一體。
該 加載傳遞系統(tǒng)IV包含以下部件^方向位移測量計lb; ￡72方向提
20手2b; C"2方向活塞3b; CT2方向油缸壓板4b; CT2方向油缸5b; CT2方向加載傳 遞油孔7b; 方向活塞回收油孔8b; 方向穩(wěn)壓器20b; 0"2方向手壓泵211)。 該系統(tǒng)的主要作用是提供 方向應力。
(T2加載傳遞系統(tǒng)IV與第一、第二三軸壓力室右側蓋板10a、 10b，第二、 第三三軸壓力室圍板11W llc以及"四聯(lián)板"機構II相連，其主要作用是將0"2 方向壓力傳遞給"四聯(lián)板"機構II，并測量巖石試件18在 方向受壓后所產(chǎn)生
的變形。R加載傳遞傳遞系統(tǒng)IV套裝在第一、第二三軸壓力室右側蓋板10a、
10b和第二、第三三軸壓力室圍板llb、 llc中，并通過密封圈以及第五、第六 螺栓13e、 13f與第一、第二三軸壓力室右側蓋板10a、 10b和第二、第三三軸
壓力室圍板llb、 llc聯(lián)結成一體。該系統(tǒng)與q加載傳遞系統(tǒng)的文字描述是等同 的。
(5) q加載傳遞系統(tǒng)
o"3加載傳遞系統(tǒng)V包括排水孔14、進水孔19、 q方向穩(wěn)壓器20c、 0"3方
向手壓泵21c、手動雙吸筒泵22，排水孔14嵌套在三軸壓力室下蓋板12中， 與三軸壓力室I內部空間連通，A方向手壓泵21c、手動雙吸筒泵22、 0"3方向
穩(wěn)壓器20c、進水孔19通過管線依次相連，進水孔19嵌套在三軸壓力室下蓋 板12中，與三軸壓力室I內部空間連通，并與A方向穩(wěn)壓器20c相連。
排水孔14嵌套在三軸壓力室下蓋板12中，與三軸壓力室I內部空間連通， 是一個直線型通道，其主要作用是排水溶液或油等。
進水孔19嵌套在三軸壓力室下蓋板12中，與三軸壓力室I內部空間連通，
是一個折線型的通道，并與&方向穩(wěn)壓器20c相連，其主要作用是提供具有0"3
方向應力的水溶液或油等進入三軸壓力室I內部空間的通道。
方向手壓泵21c、手動雙吸筒泵22、 c^方向穩(wěn)壓器20c、進水孔19通
過管線依次相連，相連后其主要作用是提供&方向應力。^方向穩(wěn)壓器20c和o"3方向手壓泵21c與 方向穩(wěn)壓器20a和q方向手壓泵21a的文字描述是等同 的。
手動雙吸筒泵22的詳細構成如圖4所示，由左側進油(水)口 A，左側出 油(水)口 B，右側進油(水)口 C，右側出油(水)口 D，左側缸筒E，左 側活塞F，雙缸中間隔層G,右側缸筒H，活塞桿I，右側活塞J，活塞手柄傳 動桿K,活塞手柄L共同組裝而成。其主要作用是循環(huán)供油(水)，從而保證為
方向提供不間斷的溶液，手動雙吸筒泵22采用手搖柄進行轉動來進行供油
(水)。此設備采用不銹鋼制造，不施加壓力。
手動雙吸筒泵22正常工作時全過程如下當手握活塞手柄L推右側活塞J 時(也就是圖4中右側活塞J向左移動)，左側出油(水)口B打開，左側進油 (水)口A關閉，右側出油(水)口D關閉，右側進油(水)口C打開；當手 握活塞手柄L拉右側活塞J時(也就是圖4中右側活塞J向右移動)，右側出油 (水)口D打開，右側進油(水)口C關閉，左側出油(水)口B關閉，左側 進油(水)口A打開。如此反復，不論是推右側活塞J還是拉右側活塞J的過 程中，都會不間斷的實現(xiàn)供油(水)。 本試驗裝置的安裝過程如下
第一步，分別將^加載傳遞系統(tǒng)m、 q加載傳遞系統(tǒng)IV和^加載傳遞系 統(tǒng)V組裝。
第二步，將q加載傳遞系統(tǒng)III與第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂 板9a、 9b、 9c、 9d， q方向滾珠壓頭6a組裝在一起，為方便文字上的描述， 將此組裝部分稱為"q方向組裝部分"；同樣，將 加載傳遞系統(tǒng)IV與第一、 第二三軸壓力室右側蓋板10a、 10b， 0"2方向滾珠壓頭61)組裝在一起，為方便
文字上的描述，將此組裝部分稱為"^方向組裝部分"。
第三步，將第一、第二、第三三軸壓力室圍板lla、 llb、 llc與三軸壓力 室下蓋板12用螺栓組裝在一起。
第四步，將巖石試件18受壓板施加壓力的四個面用光滑金屬箔片貼好，然 后將第一、第二。方向應力施加平板15a、 15b,第一、第二o"2方向應力施加平板16a、 16b和巖石試件18組裝在一起，為方便文字上的描述，將此組裝部 分稱為"巖石試件組裝部分"。
第五步，將q方向底座17放入三軸壓力室I內部，然后將"巖石試件組裝
部分"放入三軸壓力室內部q方向底座17之上，將巖石試件18的垂直或水平
中心線與方向滾珠壓頭6a或o"2方向滾珠壓頭6b的中心線對中。
第六步，通過密封圈和螺栓將"^方向組裝部分"與第二、第三三軸壓力
室圍板llb、 llc組裝起來。
第七步，通過密封圈和螺栓將"q方向組裝部分"與第一、第二三軸壓力
室圍板lla、 llb，以及第一、第二三軸壓力室上蓋板23a、 23b組裝起來。 完成上述安裝步后，即完成了該實驗裝置的安裝。
權利要求
1、一種自平衡巖石全端面真三軸壓縮試驗裝置，該裝置由三軸壓力室(I)、四聯(lián)板機構(II)、σ1加載傳遞系統(tǒng)(III)、σ2加載傳遞系統(tǒng)(IV)和σ3加載傳遞系統(tǒng)(V)組成，其特征在于σ1加載傳遞系統(tǒng)(III)位于三軸壓力室(I)上端，通過σ1方向活塞(3a)與三軸壓力室(I)相連，σ2加載傳遞系統(tǒng)(IV)位于三軸壓力室(I)的側端，通過σ2方向活塞3b與三軸壓力室(I)相連，σ3加載傳遞系統(tǒng)(V)通過排水孔(14)與進水孔(19)與三軸壓力室(I)相連，四聯(lián)板機構(II)位于三軸壓力室(I)內部。
2、 根據(jù)權利要求1所述的一種自平衡巖石全端面真三軸壓縮試驗裝置，其特征在于所述的三軸壓力室(I)由第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂板(9a、 9b、 9c、 9d)、第一、第二三軸壓力室右側蓋板U0a、 10b)、第一、第二、第三三軸壓力室圍板 (lla、 llb、 llc)、三軸壓力室下蓋板(12)、第一、第二三軸壓力室上蓋板(23a、 23b)、 q方向底座(17)組成，嵌套有q方向活塞(3a)，第一三軸壓力室上蓋板(9a)還嵌 套有o"，方向加載傳遞油孔(7a)，第三三軸壓力室頂板(9c)通過第一螺栓(13a)與第 一三軸壓力室上蓋板(23a)固定，第四三軸壓力室頂板(9d)通過第二螺栓(13b)與 第二三軸壓力室上蓋板(23b)固定；第一、第二三軸壓力室右側蓋板U0a、 10b)中 心為一圓孔，嵌套有c^方向活塞(3b)，通過第五、第六螺栓(13e、 13f)與第二、第 三三軸壓力室圍板(llb、 llc)相連，第一三軸壓力室右側蓋板(10a)內嵌&方向加 載傳遞油孔(7b);第二三軸壓力室右側蓋板(10b)內嵌^方向活塞回收油孔(8b)， 第一、第二、第三三軸壓力室圍板(lla、 llb、 llc)通過第一、第二、第三、第四、第 五、第六螺栓(13a、 13b、 13c、 13d、 13e、 13f)以及密封圈與第一、第二三軸壓力室 上蓋板(23a、 23b)，第一、第二三軸壓力室右側蓋板(10a、 10b)及三軸壓力室下蓋 板(12)組裝在一起，第二、第三三軸壓力室圍板(llb、 llc)中間為一圓孔，通過密 封圈與^方向活塞(3b)相連，第二、第三三軸壓力室圍板(llb、 llc)沿q方向活 塞(3b)左右對稱；三軸壓力室下蓋板(12)通過第三螺栓(13c)與第一三軸壓力室 圍板(lla)固定，通過第四螺栓(13d)與第三三軸壓力室圍板(lie)固定，并與q方 向底座(17)相接；第一、第二三軸壓力室上蓋板(23a、 23b)為一半工字形，上部為 正方形，工字形內部為圓形，第一、第二三軸壓力室上蓋板(23a、 23b)中心有一圓孔，通過密封圈與q方向活塞Ga)相連，第一、第二三軸壓力室上蓋板(23a、 23b)沿q 方向活塞(3a)左右對稱，第一三軸壓力室上蓋板(23a)通過第一螺栓(13a)及密封 圈與第三三軸壓力室頂板(9c)、第一三軸壓力室圍板(lla)連接，第二三軸壓力室上 蓋板(23b)通過第二螺栓(13b)及密封圈與第四三軸壓力室頂板(9d)、第二三軸壓 力室圍板(lib)連接；
3、 根據(jù)權利要求1所述的一種自平衡巖石全端面真三軸壓縮試驗裝置，其特征在于所述的四聯(lián)板機構(II)由q方向滾珠壓頭(6a)、 <72方向滾珠壓頭(6b)、第一、 第二q方向應力施加平板(15a、 15b)、第一、第二0"2方向應力施加平板G6a、 16b) 及巖石試件(18)組成，q方向滾珠壓頭(6a)位于巧方向活塞Ga)和第一q方向 應力施加平板(15a)之間，圓柱形壓頭底部鑲嵌有滾珠，滾珠在圓柱形壓頭底部對稱 分布，巖石試件(18)位于第一、第二q方向應力施加平板(15a、 15b)和第一、第二 方向應力施加平板(16a、 16b)之間，第一、第二q方向應力施加平板(15a、 15b) 和第一、第二c^方向應力施加平板(16a、 16b)與巖石試件(18)相接觸，第二&方 向應力施加平板(16b)的一端有彈簧，彈簧的另一端抵在q方向底座(17)上，第二q 方向應力施加平板(15b)與第一三軸壓力室圍板lla之間有空隙，滾珠鑲嵌在第二q方 向應力施加平板(15b)上。
4、 根據(jù)權利要求1所述的一種自平衡巖石全端面真三軸壓縮試驗裝置，其特征在于所述的cr,加載傳遞系統(tǒng)(III)包括。方向位移測量計(la)、 q方向提手(2a)、 q 方向活塞(3a)、 q方向油缸壓板(4a)、 ct,方向油缸(5a)、 q方向加載傳遞油孔(7a)、 q方向活塞回收油孔(8a)、 q方向穩(wěn)壓器(20a)、 q方向手壓泵(21a)， q加載傳遞 系統(tǒng)(III)與第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂板(9a、 9b、 9c、 9d)、第一、第 二三軸壓力室上蓋板(23a、 23b)、四聯(lián)板機構(II)相連，o"，加載傳遞系統(tǒng)(III)套裝 在第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂板(9a、 9b、 9c、 9d)中，通過密封圈及第一、 第二螺栓(13a、 13b)與第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂板(9a、 9b、 9c、 9d)、 第一、第二三軸壓力室上蓋板(23a、 23b)連接，q方向位移測量計(la)通過q方向 提手(2a)與第二三軸壓力室頂板(9b)相接，^方向提手(2a)套裝在q方向活塞Ga) 上，^方向提手(2a)上套有c7，方向位移測量計(la)， q方向活塞Ga)通過密封圈嵌套在第一、第二、第三、第四三軸壓力室頂板(9a、 9b、 9c、 9d)中間，并通過密封 圈與第一、第二三軸壓力室上蓋板(23a、 23b)相連，其與o",方向滾珠壓頭(6a)相接， 其上套裝有q方向提手(2a)和o",方向油缸壓板(4a)， ^方向油缸壓板(4a)為圓柱 形，套裝在^方向活塞(3a)上，位于o",方向油缸5a中，cr,方向加載傳遞油孔(7a) 嵌套在第一三軸壓力室頂板(9a)中，通過管路與。方向穩(wěn)壓器(20a)相連通，q方 向活塞回收油孔(8a)嵌套在第二三軸壓力室上蓋板(23b)中，與巧方向油缸(5a) 相連。
5、 根據(jù)權利要求1所述的一種自平衡巖石全端面真三軸壓縮試驗裝置，其特征在于所述的 加載傳遞系統(tǒng)(IV)包括 方向位移測量計(lb)、 ^方向提手(2b)、 ￡72方向活塞(3b)、 (72方向油缸壓板(4b)、 ^方向油缸(5b)、 (72方向穩(wěn)壓器(20b); 方向手壓泵(21b)， o"2加載傳遞系統(tǒng)(IV)與第一、第二三軸壓力室右側蓋板(10a、 10b)、第二、第三三軸壓力室圍板(llb、 llc)、四聯(lián)板機構(II)相連， 加載傳遞 系統(tǒng)套裝在第一、第二三軸壓力室右側蓋板(10a、 10b)和第二、第三三軸壓力室圍板 (llb、 llc)中，通過密封圈以及第五、第六螺栓(13e、 13f)與第一、第二三軸壓力 室右側蓋板(10a、 10b)和第二、第三三軸壓力室圍板(llb、 llc)聯(lián)結。
6、 根據(jù)權利要求1所述的一種自平衡巖石全端面真三軸壓縮試驗裝置，其特征在 于c^加載傳遞系統(tǒng)(V)包括排水孔(14)、進水孔(19)、 ^方向穩(wěn)壓器(20c)、 (T3方向手壓泵(21c)、手動雙吸筒泵(22)，排水孔(14)嵌套在三軸壓力室下蓋板(12) 中，與三軸壓力室I內部空間連通， 方向手壓泵(21c)、手動雙吸筒泵(22)、 (73方向穩(wěn)壓器(20c)、進水孔(19)通過管線依次相連，進水孔(19)嵌套在三軸壓力室下 蓋板(12)中，與三軸壓力室(I)內部空間連通，并與o"3方向穩(wěn)壓器(20c)相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自平衡巖石全端面真三軸壓縮試驗裝置，該裝置由三軸壓力室、四聯(lián)板機構、σ₁加載傳遞系統(tǒng)、σ₂加載傳遞系統(tǒng)和σ₃加載傳遞系統(tǒng)組成，其特征在于σ₁加載傳遞系統(tǒng)位于三軸壓力室上端，通過σ₁方向活塞與三軸壓力室相連；σ₂加載傳遞系統(tǒng)位于三軸壓力室的側端，通過σ₂方向活塞與三軸壓力室相連；σ₃加載傳遞系統(tǒng)通過排水孔與進水孔與三軸壓力室相連；四聯(lián)板機構位于三軸壓力室內部。該裝置能進行多種巖石的多種試驗，進行多數(shù)可溶巖和不溶巖的真三軸壓縮試驗；能夠通過水溶液來施加一個方向的壓力，可以進行可溶巖的應力-溶解耦合試驗；對巖石試件能夠全端面施加應力，真實的反應巖體的受荷狀態(tài)；該試驗裝置結構簡單，易操作，具備自平衡功能。
文檔編號G01N19/00GK101504356SQ200910061010
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權日2009年3月6日
發(fā)明者馮夏庭, 劉繼光, 輝 周, 偉 張, 張傳慶, 房敬年, 湯艷春 申請人:中國科學院武漢巖土力學研究所