一种单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法及系统

本发明涉及煤岩组合体试件的研究，特别是涉及一种单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法及系统。

背景技术：

1、目前，煤岩组合体试件的研究是煤矿领域研究的热点。煤岩组合体试件力学特性、裂纹扩展、破坏机制、冲击倾向性等被广泛的研究，研究人员采用了不同的围压、不用的加载方式。但是煤岩组合体试件中岩体和煤体的受力特征是不一致的，对于采煤工作面来说，煤壁是临空的，是不受围压的，而其顶底板岩体(或厚煤层部分煤体)是不临空的，是受围压的。

2、针对煤岩组合体试件的研究，为了反映其煤体和岩体(或厚煤层部分煤体)的不同受力状态，设计了一种单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法。

技术实现思路

1、本发明提供一种单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法及系统，能够反映其煤体和岩体的不同受力状态。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法，所述方法基于一种三轴压缩过渡态的实验装置，所述一种三轴压缩过渡态的实验装置包括刚性垫块，所述方法包括：

4、根据工程现场条件确定围压作用范围与轴压、围压应力水平；

5、根据煤岩组合体试件尺寸与围压作用范围，确定合适的刚性垫块数量；

6、将轴压、围压加载到煤岩组合体试件原有应力水平；

7、将轴压加载至煤岩组合体试件破坏，得到最大轴压；

8、根据所述轴压，得到煤岩组合体试件岩体部分的作用面积；

9、根据所述最大轴压和所述作用面积，得到煤岩组合体试件在部分围压作用下的破坏载荷。

10、可选地，所述一种三轴压缩过渡态的实验装置包括刚性垫块、围压加载装置、底座和轴压加载装置，所述刚性垫块位于煤岩组合体试件岩体部分与所述底座之间，所述刚性垫块用于改变试件受围压加载装置的尺寸，所述围压加载装置设置在所述刚性垫块和所述煤岩组合体试件岩体部分的两侧，所述煤岩组合体试件岩体部分上为煤岩组合体试件煤体部分，所述煤岩组合体试件煤体部分上方设置轴压加载装置。

11、可选地，所述刚性垫块与所述煤岩组合体试件直径相同、厚度不同。

12、可选地，所述煤岩组合体试件岩体部分位于所述围压加载装置内，所述煤岩组合体试件煤体部分位于围压加载装置外。

13、可选地，所述原有应力水平基于地应力实测得到，所述原有应力水平为煤岩组合体试件在地下煤岩层中的承受压力状态。

14、可选地，所述根据所述最大轴压和所述作用面积，得到煤岩组合体试件在部分围压作用下的破坏载荷，具体包括：

15、根据所述最大轴压和所述作用面积的比值，得到煤岩组合体试件在部分围压作用下的破坏载荷。

16、为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

17、一种单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验系统包括：

18、数据获取模块，用于根据工程现场条件确定围压作用范围与轴压、围压应力水平；

19、刚性垫块数量确定模块，用于根据煤岩组合体试件尺寸与围压作用范围，确定合适的刚性垫块数量；

20、围压加载模块，用于将轴压、围压加载到煤岩组合体试件原有应力水平；

21、最大轴压确定模块，用于将轴压加载至煤岩组合体试件破坏，得到最大轴压；

22、作用面积确定模块，用于根据所述轴压，得到煤岩组合体试件岩体部分的作用面积；

23、破坏载荷确定模块，用于根据所述最大轴压和所述作用面积，得到煤岩组合体试件在部分围压作用下的破坏载荷。

24、为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

25、一种电子设备包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行计算机程序以使电子设备执行单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法。

26、为实现上述目的，本发明还提供了如下方案：

27、一种计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法。

28、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

29、本发明提供一种单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法，该方法基于一种三轴压缩过渡态的实验装置，该方法包括：将围压加载到煤岩组合体试件原有应力水平；将轴压加载至煤岩组合体试件破坏，得到最大轴压；根据所述轴压，得到煤岩组合体试件岩体部分的作用面积；根据所述最大轴压和所述作用面积，得到煤岩组合体试件在部分围压作用下的破坏载荷。本发明能够更精确的反映煤岩组合体的受力环境，基于更精确的受力环境，得到更准确的煤岩组合体的破坏特征及强度特征。

1.一种单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法，其特征在于，所述方法基于一种三轴压缩过渡态的实验装置，所述一种三轴压缩过渡态的实验装置包括刚性垫块，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法，其特征在于，所述一种三轴压缩过渡态的实验装置还包括围压加载装置、底座和轴压加载装置，所述刚性垫块位于煤岩组合体试件岩体部分与所述底座之间，所述刚性垫块用于改变试件受围压加载装置的尺寸，所述围压加载装置设置在所述刚性垫块和所述煤岩组合体试件岩体部分的两侧，所述煤岩组合体试件岩体部分上为煤岩组合体试件煤体部分，所述煤岩组合体试件煤体部分上方设置轴压加载装置。

3.根据权利要求2所述的单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法，其特征在于，所述刚性垫块与所述煤岩组合体试件直径相同、厚度不同。

4.根据权利要求2所述的单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法，其特征在于，所述煤岩组合体试件岩体部分位于所述围压加载装置内，所述煤岩组合体试件煤体部分位于围压加载装置外。

5.根据权利要求1所述的单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法，其特征在于，所述原有应力水平基于地应力实测得到，所述原有应力水平为煤岩组合体试件在地下煤岩层中的承受压力状态。

6.根据权利要求1所述的单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法，其特征在于，所述根据所述最大轴压和所述作用面积，得到煤岩组合体试件在部分围压作用下的破坏载荷，具体包括：

7.一种单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验系统，其特征在于，所述系统包括：

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行计算机程序以使电子设备执行权利要求1-6任一项所述的单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述的单轴压缩到三轴压缩过渡态的实验方法。