微型单轴煤岩试验机的研制及试验研究

永颉同心

摘要：针对较小煤岩试件单轴抗压强度的测定和破坏规律研究的不足，设计针对 5 mm×10 mm 的微小试件单轴试验的微型试验机，对煤岩破坏过程中的裂纹扩展规律及破坏机制进行研究。该试验机主要由预应力装置、主加载应力装置、试件腔和液压传输系统组成，与现有试验机相比，有如下特点：(1) 能够在煤岩试件加载过程中，与三维显微CT 耦合使用，观测内部裂纹裂缝的产生、发展和对试件破坏的影响；(2) 可以绘制出与普通试验机相类似的煤岩全应力–应变曲线，通过尺度效应换算系数a 得出任意大小煤岩试件的单轴抗压强度，并且能够如实反映微型煤岩试件加载过程中的各个变形阶段；(3) 与之前对煤岩破坏研究的数值模拟方法相结合并比较其结果的异同点，得出的结论可以深化煤岩破坏规律的相关理论。装置操作性和便携性较强，为了使其应用范围进一步扩大，还将对各部件进行改进，提高加载装置的刚度和加载对试件产生的最大应变值，使其能够测定更高强度的岩石试件。初步的试验结果证实试验机研究的可行性，试验机的研制弥补普通试验机和大型试验机对煤岩破坏规律研究的不足，对岩石力学学科的发展起到一定的推动作用。
关键词：岩石力学；微型试验机；单轴压缩；三维显微CT；全应力–应变曲线

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小尺寸试件，加工能否成型啊