400-700-9998
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重庆大学煤矿灾难动力学与控制天下重点实验室课题组2020年在岩土工程学术期刊《Engineering Geology》揭晓了题为“Experimental study on progressive failure process and permeability characteristics of red sandstone under seepage pressure”（渗流压力作用下红砂岩渐进破损历程及渗透特征的试验研究）的学术论文。本研究使用GDS岩石高压三轴试验系统HPTAS，对红砂岩开展差别渗流压力下的三轴压缩试验，建设渗透性-应力分段函数关系模子，系统展现渗流压力对岩石强度、变形及渗透演化的耦合控制机制，证实岩石应力阈值随渗流压力增大而降低且渗透性曲线峰值滞后于应力-应变曲线峰值，为地下工程渗流-应力耦相助用下岩体稳固性评价提供直接依据。
https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2019.105406
*论文版权归原作者和出书方所有，本文仅为学习交流。
以下是对这项效果的简要先容：
论文摘要
地下空间岩体常处于地应力场与渗流场耦相助用情形中，体现出重大的力学行为和渗透特征。本研究接纳岩石高压三轴自动化系统（HPTAS），对差别渗流压力下的红砂岩开展三轴压缩试验，剖析了岩石破损历程中强度、变形、轴向应变刚度及渗透性的转变纪律。
效果批注：随着渗流压力的转变，岩石强度及其对抗变形的能力亦随之改变，且应力阈值随渗流压力增大而降低。别的，渗流压力不影响应变刚度的转变趋势，但会改变其数值巨细。在整个应力-应变历程中，渗透性曲线呈先降低、后迅速增大、最终趋于稳固的演变特征，且渗透性曲线峰值滞后于应力-应变曲线峰值；诜逯登敖ソ扑鹄讨械纳感匝莼吐，本研究建设了渗透性与应力的分段函数关系模子，理论盘算值与试验效果吻合优异。上述试验效果可为渗流-应力耦相助用下的地质工程岩体稳固性监测与控制提供参考。
试验装备
本研究使用了GDS岩石高压三轴自动化试验系统HPTAS。
相关图表
*图表为论文截图，版权归论文原作者和出书方所有，本文仅为学习交流。
本研究以江西省赣州市郊区边坡工程开挖现场的红砂岩为研究工具
使用高压岩石三轴自动化系统（HPTAS）开展差别渗流压力条件下的三轴压缩试验
岩石和裂痕的体积应变误差应力曲线
种种渗流压力下的应力阈值
岩石在差别渗流压力下的应力-应变曲线
各渗流压力的轴向应变刚度曲线
应力-应变历程中岩石渗透率演化曲线
抵达峰值应力前渐进式破损历程的渗透率转变曲线
渗透率测试效果与理论盘算值的较量
研究结论
随着渗流压力的增大，岩石破损历程中应力特征值减；
在岩石渐进破损历程中，轴向应变刚度随轴应力的增大呈先增大后减小的趋势；
在应力-应变历程中，渗透率值先减小后增大；
在岩石渐进破损历程中，渗透率随轴应力的增大呈先减小后增大的趋势，峰值强度对应的渗透率随渗流压力的增大而逐渐增大；
高压静态三轴测试系统 (1MN)
GDS静态高荷载加载架底部通过一个液压作动器施加荷载，可达1000kN。为了增添效率和镌汰整套装备的价钱，作动器使用200cc/64MPaGDS高级压力体积控制器施加。
主要特点 | 优点 |
为了增添效率和镌汰整套装备的价钱，作动器使用200cc/64Mpa的高级压力体积控制器来驱动 | 接纳GDS的控制器取代液压油源来施加轴向力，可以大大降低装备功率。好比液压加载油源可能总功率抵达50kW，而控制器仅仅只需要或许1kW的功率。并且，GDS的高级压力控制器的稳固性和精度是有包管的。无需配备高功率的液压油源，因而事情历程中不会由于液压源爆发噪音。 |
加载以后静态加载架使用作动器背面的低压压缩空气提升作动器 | 这样如想施加较小的压力，可以在驱动器的顶部装置一个简朴的手动调理阀来施加。该要领的立异之处在于，无需再在作动器顶部腔体上毗连第二个压力控制器就可以施加较小的压力，且效率和精度更高。一旦装置了调理阀，只需一个能提供5bar巨细的空压机即可实现。 |
理想的蠕变和松懈实验工具 | 很是适适用于位移很是小，荷载需要很是稳固和优异控制的地方。 |
可选无限体积控制器 | 用于要求一连位移幅度大于5mm的试验。请参阅下一页的设置示意图。 |
256kN 荷载架 (GDSLF256)
GDS 256kN 荷载架自带智能操作键盘以及USB接口用于实现电脑控制。新型加载架升级了DigiRFM，在保存古板256kN荷载架基本功效的情形下提高了位移/速率控制精度。
新型GDSLF256荷载架有一个LED显示屏，用于显示目今速率、位移，适用于举行自力编程。
主要特点 | 优点 |
位移控制: | 古板的荷载架只能通过速率/速率控制方法运行。所有的GDS荷载架也可以通过键盘或软件以位移控制方法运行。这一功效在设置或者剖析测试时很是有用，也比只能实现速率控制的荷载架的控制精度更高。 |
荷载控制: | 这个荷载架有一个用于荷载传感器的内置数据收罗通道，允许闭环控制作为标准设置，这也意味着可以更好的举行力控制。也比古板只能接纳速率控制的荷载架抵达更好的控制。 |
清静回路: | 当接纳盘算机控制时，荷载架通过USB毗连的状态被一连监测。若是通讯中止，荷载架将自动阻止以确保不损坏试样或者传感器。当试验历程中短暂断电或条记本电脑没电时，这也将节约许多试样以及测试装备。 |
闭环反响控制: 1. 通过内置通道举行力控制 2.通过远程反响 ？椋―igiRFM） | 最多可添加2个DigiRFM ？榈胶稍丶，以提高其性能。通常使用如下设置：1.毗连位移和孔压传感器，关于通例的三轴系统就不需要设置特另外收罗仪; 2.允许举行其他反响控制，如当职位移传感器或内置荷重传感器 |
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