双联动软岩渗流–应力耦合流变仪的研制

为研究软岩的长期力学特性,研制双联动软岩渗流–应力耦合三轴流变仪。该仪器特别适用于软岩、硬土在不同应力条件下的流变特性。仪器采用先进的伺服控制、滚珠丝杠和液压等技术组合,能自动稳压、自动记录应力–位移曲线、温度历时曲线。设备除了能够实现普通三轴试验机的功能,由于其独特的设计形式,还可以同时对2个试样实现相同轴压、不同围压、相同水压的力学试验;可以进行围压控制、孔隙水压力控制,同时可以测量孔隙水压力等等。使用情况表明,该试验装置结构简单,稳定性好,精度高,是一套功能齐全、使用方便的试验装置。

高围压岩石三轴流变试验仪研制

TLW-2000型岩石三轴蠕变试验仪是经科技部资助对原流变试验设备进行技术升级与改造项目的主要成果,能自动稳压、自动记录并能进行高围压三轴流变试验。介绍了该仪器的升级改造、各项性能指标校准及通过三轴流变试验对设备进行测试的情况。该设备稳压系统升级改造采用先进的伺服控制、滚珠丝杠和液压等技术组合,达到了良好的稳压效果。

YXSW-12现场岩体真三轴试验系统及其应用

介绍了长江科学院与长春朝阳试验仪器有限公司联合研制的YXSW–12现场岩体真三轴试验系统,该试验系统具有如下功能:(1)能够开展现场岩体真三轴试验(σ2≠σ3);(2)可以提供15 MPa稳定围压,最大轴压达80 MPa;(3)试样尺寸为50 cm×50 cm×100 cm,能表征现场大尺度岩体力学特征;(4)能实现复杂应力路径伺服控制;(5)能获取试样变形、破坏全过程曲线。将YXSW–12试验系统用于研究柱状节理玄武岩力学特性,取得良好的效果,成果如下:(1)获得不同应力水平下岩体各向异性变形参数;(2)得到原岩样在卸围压路径的峰值强度、屈服强度,获得试样在卸围压路径与加载路径下的残余强度,明确了不同类型强度参数之间的差异;(3)了解柱状节理玄武岩在三维应力状态下的破坏机制,认识到岩体的破坏形式主要是在柱状节理面基础上的进一步扩展和贯通。YXSW–12试验系统的成功研制,为深入研究工程岩体在高应力、复杂应力路径条件下的变形、强度及破坏特征提供新的手段。

岩体真三轴现场蠕变试验系统研制与应用

针对高地应力环境岩体开挖卸荷后应力变化复杂等特点,研制RXZJ-20000型微机伺服控制岩体真三轴现场蠕变试验系统。详细介绍该系统的主要结构、功能特点及使用方法。通过工程实践验证,该系统具有高应力、大尺寸、全过程、高精度、高效率、多功能及拆卸安装方便等特点。RXZJ-20000型现场真三轴蠕变系统改变了目前现场蠕变试验设备载荷水平低、压力波动大、测试精度低、应力路径单一、自动化程度不高的状况。该系统的成功研制,为研究深部岩体在多向应力条件下的时效性提供新的手段,是目前国内外最先进的大型现场伺服试验仪器,适用于大型人工边坡、深埋大跨度隧道及地下洞室的坚硬岩体和软岩长期蠕变试验。

某地区花岗石三轴蠕变试验及其损伤分岔特性研究

以某地区花岗岩为例,在分级加载条件下对岩石的蠕变特性进行三轴压缩蠕变试验研究,试验结果表明:岩石变形从稳态蠕变进入加速蠕变阶段存在一个应力阈值,当应力低于该阈值时,岩石内部的原始裂隙和孔隙在低应力水平下挤压密实,产生微细观的线黏弹性变形,蠕变变形以平缓的速率增长并最终趋于稳定,此时岩石的流变参数保持恒定;当应力超过该阈值时,在较高应力水平的持续作用下,岩石内部有大量细观分布裂纹产生并且迅速发展,损伤急剧演化累积,导致岩石流变参数发生突变。采用FLAC3D对花岗岩三轴蠕变试验进行三维数值模拟,得到岩石蠕变进入加速阶段的应力阈值。最后结合固体力学的分岔理论,从流变参数的角度考虑,对广义开尔文模型引入损伤变量,建立能够反映岩石加速蠕变阶段的损伤演化方程,对岩石进入加速蠕变阶段后由于参数突变引发的分岔力学特性进行分析,确定引起岩石发生分岔行为的流变参数以及岩石蠕变变形的分岔点。计算结果表明,基于考虑损伤影响的有效初始弹性模量得到的计算曲线与试验曲线的吻合情况较为理想。

RLW-2000岩石三轴流变试验系统研制

为研究深部高应力区以及卸荷等复杂应力条件下岩石流变特性,研制了RLW-2000岩石三轴流变试验系统。该试验系统采用先进的伺服电机、滚珠丝杠和液压等技术组合,配置进口原装全数字伺服控制器(EDC)和采用美国泰瑞泰克公司技术生产的变形测量装置。通过进行岩石三轴蠕变试验,对试验系统稳压性能、压力和变形测量系统以及岩石三轴流变试验功能进行了检验,检验结果表明其自动稳压、数据采集等整体性能良好。

试验领域的进一步扩展

随着科学技术的不断发展和进步,各个学科领域对试验的目的、形式及其方法都提出了更新、更高、更复杂的要求。许多领域的理论研究和探讨已从定性转向定量。材料就静态力学试验已远远不能满足科学发展的需要,而应进一步发展材料的动态力学及结构力学试验。应用普通万能材料试验机进行的静态拉、压、弯曲等试验。

岩石三轴全伺服压力试验机

岩石三轴全伺服压力试验机是指轴向压力、围压及孔隙水压均为伺服闭环控制。这种三轴压力试验机在国内还是第一台,其控制水平达到了世界先进水平。文章中分别介绍了其性能、工作原理及主要技术指标。

高精度相位差的测量与控制

一、概述当前作为人类认识世界和改造世界的科学实验领域,为满足科学技术发展的需要,已发展到更高、更深层次的范畴。尤其是对材料试验的研究,已不是停留在材料的静态力学方面,而是更进一步地对材料的动态力学、材料的工况力学进行试验和研究。因此就需要诸多的先进的试验设备。模拟试验机、结构疲劳试验机、综合试验系统及震动台等一些多功能试验设备相继问世。