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作者：彭帅


提出问题

地下采矿、水电硐室开挖、非通例油气资源开发等人类工程行为，，，，，，都极易诱发地动、岩爆、大规模塌方等工程灾难。。。。。。地壳岩石多处于三向应力不等的真三轴应力状态(Feng 等，，，，，，2016)，，，，，，现有绝大大都岩石力学试验机仅能模拟通例三轴这种特殊应力状态，，，，，，与地下岩体的现实应力状态显着不符，，，，，，如图1所示。。。。。。

别的，，，，，，在统一加载轴系上仅设置一个作动器举行自动加载，，，，，，在多轴应力条件下无法包管试样的几何加载中心稳固，，，，，，进而难以获得准确的岩石力学参数。。。。。？？？？？？？杉，，，，岩石真三轴试验系统的开发对开展岩体在重大应力路径下的变形和强度特征研究至关主要。。。。。。

图1  真三轴和通例三轴应力状态示意图
 

解决计划

为了对现场岩石重大的多轴应力加载条件举行模拟，，，，，，东北大学提出岩石破碎历程微观实时视察真三轴装置设计计划，，，，，，重点关注集成压力室框架刚度设计、双对中加载和体变丈量等要害手艺。。。。。。由AG真人国际仪器装备中国有限公司（EPC）提供了一款定制的GDS岩石微观真三轴试验系统（见图2）。。。。。。

图2  GDS 岩石真三轴试验系统(TTA)

该试验系统接纳混淆加载的设计方法，，，，，，竖直和水平偏向各有两个电机伺服作动器，，，，，，划分用于施加最大主应力σ1和中心主应力σ2，，，，，，两个高精度压力体积控制器划分用于施加围压σ3和孔隙水压力，，，，，，可以实现轴向应力、围压和孔压的自力控制。。。。。。

系统加载框架刚度为1 GN/m，，，，，，竖直和水平荷载最大可达32 kN，，，，，，最大围压和孔压为2 MPa，，，，，，试样尺寸为20 mm×5 mm×40 mm。。。。。。竖向和水平偏向设置了4个LVDT来监测作动器位移，，，，，，还配有4个内置编码器变形丈量精度高，，，，，，同时可以相互验证。。。。。。在高级加载？？？？？？？橹校，，，，不但可以实现同步对中加载功效，，，，，，还可以接纳荷载、位移、应力、应变等多种控制方法，，，，，，对小尺寸岩样举行重大应力路径下的多轴（单轴、双轴、通例三轴、真三轴等）加载试验。。。。。。三轴压力室具有透明有机玻璃可视窗口，，，，，，与客户已有微观显微系统配合使用，，，，，，便于单轴和双轴加载条件下实时视察岩石的破碎历程。。。。。。

图3  GDS TTA 试样装置图示

该试验系统在统一偏向上设置了两个作动器举行同步对中加载，，，，，，这种加载方法对伺服控制的精度要求高，，，，，，可阻止加载历程中的偏心问题。。。。。。图4为双轴条件下单作动器加载和双作动器加载效果比照的图示。。。。。。

图4  简单作动器加载和双轴同步加载比照示意图

结论及致谢

该试验系统具有控制稳固、伺服加载平稳、丈量精度高等特点，，，，，，可以对差别类型岩石开展重大应力路径下的强度和变形测试，，，，，，同时解决了多轴试验中的偏心加载问题。。。。。？？？？？？？翁庾橄衷谡诰傩惺匝楹褪菡淼仁虑椋，，，，相关研究效果将在后续论文中揭晓。。。。。。

该试验系统调试和培训历程中，，，，，，由AG真人国际公司和GDS厂家多位工程师提供了手艺支持和资助，，，，，，使得装备可以投入科研使用，，，，，，在此深表谢谢。。。。。。同时，，，，，，希望在以后的项目中可以继续相助。。。。。。

参考文献

FENG Xia-ting, ZHANG Xi-wei, KONG Rui, et al. A Novel Mogi Type True Triaxial Testing Apparatus and Its Use to Obtain Complete Stress–Strain Curves of Hard Rocks[J]. Rock Mechanics & Rock Engineering, 2016, 49(5):1649-1662.

张希巍, 彭帅, 等. 一种用于研究岩石微观破损行为的多轴加载试验装置[P], CN106596280A, 2017.

东北大学简介

东北大学深部金属矿山清静开采教育部重点实验室自2011年获教育部批准建设以来，，，，，，一直致力于开展深部金属矿山重大工程岩体稳固性与灾变孕育演化历程评价要领、灾变控制手艺和清静高效开采手艺研究。。。。。。

实验室拥有优越的实验条件，，，，，，自主研发了多套岩石力学实验装备。。。。。。先后承？？？？？？？蒲邢钅100余项，，，，，，获得国家发明专利60余项，，，，，，出书专著10余部，，，，，，揭晓学术论文300余篇。。。。。。2016年11月，，，，，，获批教育部和国家外专局“111妄想”。。。。。。多年来，，，，，，与美国、加拿大、英国、澳大利亚等国家有关研究机构和大学建设了优异的相助关系。。。。。。

GDS英文版案例：

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