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专利号: 2018101994953
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多场红外辐射观测装置,其特征在于,包括:

箱体(1),箱体(1)底部装有集水盘(12),顶部敞开,左侧面设有预留孔,前面设有红外观测窗(4),所述红外观测窗(4)通过红外观测窗密封块(18)封闭;

侧向加载装置,包括侧向油缸(2)、侧向压头(6)、左侧固定块(7)、右侧固定块(9)、压力传感器(10)、位移传感器(3)和位移传感器移动支架(8),所述侧向油缸(2)通过预留孔与侧向压头(6)相连,侧向压头(6)与左侧固定块(7)通过螺栓连接,所述压力传感器(10)安装在箱体(1)右侧钢板上,右侧固定块(9)与压力传感器(10)通过螺栓连接,所述左侧固定块(7)和右侧固定块(9)形成对试样(13)的侧向约束,所述左侧固定块(7)和右侧固定块(9)上还装有声发射探头(14),所述位移传感器(3)设置在侧向油缸(2)上,位移传感器移动支架(8)安装在左侧固定块(7)上;

轴向加载装置,包括轴向压头(5)和底部垫块(11),所述轴向压头(5)和底部垫块(11)对试样(13)形成轴向约束,所述轴向压头(5)设有流体通道(15),所述底部垫块(11)设有漏水孔(17);

前后约束装置,包括红外观测窗密封块(18)、前侧固定块(19)和后侧固定块(20),所述红外观测窗密封块(18)、前侧固定块(19)和后侧固定块(20)对试样(13)形成前后约束;

侧向加载装置、轴向加载装置和前后约束装置在箱体(1)内形成限定试样(13)的容纳腔;

红外观测窗(14)前设置红外热像仪,红外热像仪面向容纳腔。

2.根据权利要求1所述的一种多场红外辐射观测装置,所述箱体(1)由高强度钢板通过螺栓连接围成,集水盘(12)与箱体(1)底部通过螺栓固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种多场红外辐射观测装置,所述左侧固定块(7)和右侧固定块(9)设有用于安装声发射探头(14)的孔槽,所述声发射探头(14)通过声发射探头夹具(21)安装在孔槽内。

4.根据权利要求1所述的一种多场红外辐射观测装置,所述集水盘(12)设有出水口(17)。

5.一种多场红外辐射观测方法,其特征在于,使用权利要求1-4所述的多场红外辐射观测装置,包括以下步骤:步骤一:组装实验装置,选择与试样(13)尺寸相匹配的左侧固定块(7)、右侧固定块(9)、前侧固定块(19)和后侧固定块(20),将声发射探头(14)安装到左侧固定块(7)和右侧固定块(9),固定好红外热像仪,将实验装置放到MTS万能试验机上并固定好,调试实验系统;

步骤二:采用聚乙烯薄膜对试样(13)进行密封;

步骤三:将所述步骤二中的试样(13)放置到箱体(1)内并固定,移动轴向压头(5)和侧向压头(6)紧贴试样但不施加力,保证试样(13)处于三向约束状态;

步骤四:对试样(13)进行轴向和侧向双向加载,使试样(13)处于原岩应力水平;

步骤五:保持试样(13)处于原岩应力水平,拆除箱体(1)前侧固定块(19),模拟煤岩体开挖过程;

步骤六:按照设计好的加(卸)载应力路径,对试样(13)进行轴向和侧向双向加载;

步骤七:通过压力传感器、位移传感器、声发射探头和红外热像仪对试样(13)进行数据采集;

步骤八:将渗流介质通过轴向压头(5)内部的流体通道(15)进入试样(13),测试并记录加(卸)载过程中试样的渗透率变化;

步骤九:分析实验过程中采集的的数据,研究采动煤岩卸荷损伤演化的红外辐射响应机理及其渗透性的表征。