一种带CT实时扫描系统的岩石真三轴试验系统及方法 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN105181471A

(43)申请公布日2015.12.23

(21)申请号CN201510577392.2

(22)申请日2015.09.11

(71)申请人中国矿业大学

地址221116江苏省徐州市大学路1号中国矿业大学南湖校区

(72)发明人陆银龙李兆霖王连国蒋邦友

(74)专利代理机构淮安市科翔专利商标事务所

代理人韩晓斌

(51)Int.CI

G01N3/12

G01N23/04

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种带CT实时扫描系统的岩石真

三轴试验系统及方法

(57)摘要

本发明涉及一种带CT实时扫描系

统的岩石真三轴试验系统及方法，包括真

三轴压力盒，真三轴主机框架，加载装

置，以及CT扫描装置；真三轴主机框架

包括底板、顶板以及支撑于底板和立柱；

加载装置包括反力装置，以及千斤顶和测

量装置；压力盒、立柱，以及位于CT扫

描装置扫描区域内的反力装置均由碳纤维

材料制成，本发明对CT扫描区采用特殊

设计的横向加载系统、碳纤维传力板和立

柱，解决了X射线无法穿透传统真三轴试

验机的难题，克服了传统试验中需将岩样

从真三轴试验台卸载取下后进行CT扫描

试验的弊端，实现了岩石真三轴与CT扫

描试验的实时配合，对于研究真三轴应力

状态下岩石中的微裂隙和微孔洞的实时扩

展、演化规律具有重要的意义。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种带CT实时扫描系统的岩石真三轴试验系统，其特征在于，包括盛装岩样的

真三轴压力盒，承载真三轴压力盒的真三轴主机框架，在前后、左右以及上下三个

轴向上对岩样施加压力的加载装置，以及能够对压力盒中的岩样进行真三轴状态下

实时扫描的CT扫描装置，CT扫描装置包括对应设于压力盒两侧的CT放射源和

CT探测器；所述真三轴主机框架包括底板、顶板以及支撑于底板和顶板之间的立

柱；所述加载装置包括位于压力盒外部的反力装置，以及通过反力装置对压力盒施

压的千斤顶和检测千斤顶施力大小及位移的测量装置；所述压力盒、立柱，以及位

于CT扫描装置扫描区域内的反力装置均由能够被X射线穿透的碳纤维材料制成。

2.根据权利要求1所述的一种带CT实时扫描系统的岩石真三轴试验系统，其特征

在于，位于前后、左右两个横向轴上的反力装置分别包括两个相对的传力板，位于

传力板和压力盒之间的垫板，以及用于将传力板的上、下端与真三轴主机框架连接

的横向反力墙；其中，至少一侧传力板为活动传力板，活动传力板连接的横向反力

墙为滑块结构，与真三轴主机框架滑配合连接，活动传力板的外侧上、下端对称设

置能够保持同步加载的横向电动千斤顶，横向电动千斤顶设有横向测量装置，且横

向电动千斤顶与真三轴主机框架固连。

3.根据权利要求2所述的一种带CT实时扫描系统的岩石真三轴试验系统，其特征

在于，所述横向反力墙设为上下两段，其距离不小于压力盒的高度，分别与真三轴

主机框架的顶板和底板连接；所述横向反力墙和传力板上对应设有连接孔，并通过

连接件穿过连接孔将两者连接；所述传力板的内侧中部为外凸的弧形，与其接触的

碳纤维垫板采用弧形凹陷结构，二者之间恰好吻合，并通过环氧树脂结构胶粘结；

所述传力板由多块形状、大小相同的板体紧密贴合而成，板体之间通过位移约束装

置固定；所述横向电动千斤顶连接有同步加载控制系统；位于CT扫描装置扫描区

域内的传力板和垫块由碳纤维材料制成。

4.根据权利要求3所述的一种带CT实时扫描系统的岩石真三轴试验系统，其特征

在于，所述位移约束装置为设置在传力板两端的箍圈或横向穿过多层板体的连接杆，

连接杆两端通过螺母紧固；所述传力板的各板体之间通过环氧树脂结构胶粘结；所

述组成传力板的各块板体