【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于巖石三軸電阻率測試，具體是一種巖石三軸電阻率各向異性測試系統及電阻率綜合測試方法。
技術介紹
1、在三軸試驗中，試樣受到軸壓和圍壓的共同作用，由于水平和豎直方向所受壓力不同，試樣在兩個方向上具不同的形變。試樣的變形會引起電阻率的變化，因此在三軸試驗中試樣的電阻率會表現出各向異性。在三軸試驗中通過對試樣電阻率進行測量，建立電阻率各向異性與應力狀態之間的關系，對采用電法勘探識別應力異常有重要的指導意義。
2、目前對三軸試樣電阻率各向異性的測量主要采用反演成像的方法進行。然而，由于目前反演技術的限制，得到的反演結果往往與試樣真實電阻率差異較大，多用于定性分析。對于三軸試樣單向電阻率測量的方法主要是通過在試樣上下兩端布置測試電極，測量試樣的整體電阻率。同理，如果在試樣側面相對位置布置一對電極則可以測量試樣水平方向的電阻率。然而，三軸試樣多為圓柱形，使得側面測量得到的電阻無法換算成電阻率；并且即使采用立方體試樣，由于測量電極板為良導體，當同時測量兩個方向的電阻率時，一個方向的電極板會對另一方向測試準確性產生影響，無法實現在一次三軸加載過程中同時對試樣不同方向及不同位置的電阻率測量，最終無法對試樣電阻率各向異性進行后續分析。
技術實現思路
1、針對上述現有技術存在的問題，本專利技術提供一種巖石三軸電阻率各向異性測試系統及電阻率綜合測試方法，能在一次三軸加載過程中同時對試樣不同方向及不同位置的電阻率測量，從而為后續試樣電阻率各向異性分析提供數據支撐。
2、為
3、所述巖石試樣豎直放置在三軸加載室內、且為位于上壓頭和下壓頭之間，巖石試樣為立方體、且上壓頭和下壓頭材質為高強絕緣材料，兩個端面電極板分別貼合在巖石試樣的上下端面，且分別位于上下壓頭與巖石試樣之間；兩個側面電極板貼合在巖石試樣兩個相對的側面；所述端面電極板由多個第一導電板和多個第一絕緣板在同一水平面內交替平鋪設置且相互固定連接組成；所述側面電極板由多個第二導電板和多個第二絕緣板在豎直方向相互平行且以交替層疊的方式相互固定連接組成；端面電極板和側面電極板各自最外側均為絕緣板，端面電極板中的第一導電板和側面電極板中的第二導電板在空間上相互平行，這樣能保證不會與其他電極板之間造成影響。
4、保護膜將上壓頭、下壓頭、巖石試樣、端面電極板和側面電極板包裹在其內部形成組合體；端面電極板的各個第一導電板和側面電極板的第二導電板分別通過各個分導線與繼電器的各個通道連接，每個通道均能獨立控制通斷；繼電器與同一端面電極板或同一側面電極板連接的各個通道分別與一個總導線一端連接，四個總導線另一端與萬用表或恒流電源連接，當對應總導線與萬用表連接時，萬用表能獨立對連接的端面電極板或側面電極板采集數據；當對應總導線與恒流電源連接時，恒流電源能獨立對連接的端面電極板供電。
5、進一步，所述上壓頭和下壓頭上均連接有滲透管，端面電極板的各個第一絕緣板上開設用于滲透的小孔，通過滲透管及小孔能實現滲流過程中電阻率各向異性的測試，提高了裝置的適用范圍。
6、進一步，所述保護膜由硅膠采用注塑的方式硬化形成，上壓頭和下壓頭設置有多圈凹槽，使保護膜與上壓頭和下壓頭連接穩固。
7、進一步，所述繼電器設有連接電腦的串口，將繼電器與電腦連接后，能通過電腦遠程控制繼電器各個通道的開閉。
8、進一步，所述繼電器的通道數與第一導電板和第二導電板的總量相同。
9、上述巖石三軸電阻率各向異性測試系統的電阻率綜合測試方法，具體步驟為：
10、步驟一：試樣組裝及密封
11、在側面電極板遠離巖石試樣的一側對每個第二導電板上分別焊接一根分導線，在端面電極板每個第一導電板的端部分別焊接一根分導線，將焊好分導線的側面電極板和端面電極板背向巖石試樣的一側均勻涂抹一層絕緣膠，接著將各個第一導電板和第二導電板分別進行編號，并確定各個編號導電板對應的位置；將巖石試樣、上壓頭、下壓頭、端面電極板和側面電極板進行組裝，接著保護膜將上壓頭、下壓頭、巖石試樣、端面電極板和側面電極板包裹在其內部形成組合體，最后將組合體裝入三軸加載室內，并將各個將編號導電板通過分導線連接至繼電器的各個通道上并記錄對應的通道號；完成后將其與其他部件連接；
12、步驟二：整體電阻率測量
13、通過三軸加載使巖石試樣達到設定的三軸加載值，控制繼電器與兩個端面電極板的各個第一導電板相連的通道全部接通，且保持與側面電極板相連的通道全部斷開，將兩個端面電極板各自對應的總導線分別連接到萬用表兩個表筆上，并將萬用表調整到歐姆檔，從而實現對豎直方向上巖石試樣的電阻測量；接著控制繼電器與兩個側面電極板的各個第二導電板相連的通道全部接通，且使與兩個端面電極板相連的通道全部斷開，將兩個側面電極板各自對應的總導線分別連接到萬用表兩個表筆上，并將萬用表調整到歐姆檔，從而實現對水平方向上巖石試樣的電阻測量；最后根據巖石試樣尺寸將電阻換算成電阻率，完成受壓力作用下水平方向和豎直方向對應的整體電阻率測量；
14、步驟三：局部豎向電阻率測量
15、將繼電器與兩個端面電極板各個第一導電板相連的通道全部接通，同時將兩個端面電極板連接的總導線與恒流電源連通，恒流電源對兩個端面電極板各個第一導電板供電，接著繼電器通過調節對應通道的開閉控制兩個側面電極板上分別一個第二導電板與萬用表連通，此時通過萬用表測量兩個不同位置第二導電板之間的電勢差，根據兩個第二導電板對應的編號得到兩個第二導電板之間巖石試樣沿豎直方向的厚度，同時根據巖石試樣截面積，利用電阻定律計算得到當前兩個第二導電板之間局部巖石試樣的豎向電阻率；繼電器繼續調節對應通道的開閉再從兩個側面電極板上分別選擇一個第二導電板與萬用表連通，并重復本步驟測量及計算過程，如此重復，能得出巖石試樣局部不同位置的豎向電阻率；
16、步驟四：局部水平向電阻率測量
17、控制繼電器與端面電極板相連的通道全部斷開，將兩個側面電極板各自對應的總導線分別連接到萬用表兩個表筆上，并將萬用表調整到歐姆檔，然后控制對應的通道使兩個側面電極板上各有一個第二導電板與萬用表連通，且這兩個第二導電板在巖石試樣上處于同一高度（即在巖石試樣兩側相對設置），從而實現當前高度范圍內巖石試樣水平方向上的電阻測量，接著根據第二導電板的厚度和巖石試樣截面面積，從而計算得到當前高度范圍內巖石試樣水平方向上的電阻率；繼電器繼續調節對應通道的開閉再從兩個側面電極板上分別選擇同一高度的兩個第二導電板與萬用表連通，并重復本步驟測量及計算過程，如此重復，能得出不同高度范圍內巖石試樣水平方向上的電阻率；
18、步驟五：不同加載力的電阻率測量
19、設定不同的三軸加載值，并分別使巖石試樣受到不同的加載力后重復步驟二至四，從而本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種巖石三軸電阻率各向異性測試系統，其特征在于，包括三軸加載室、上壓頭、下壓頭、巖石試樣、兩個端面電極板、兩個側面電極板、保護膜、繼電器、萬用表和恒流電源；
2.根據權利要求1所述巖石三軸電阻率各向異性測試系統，其特征在于，所述上壓頭和下壓頭上均連接有滲透管，端面電極板的各個第一絕緣板上開設用于滲透的小孔，通過滲透管及小孔能實現滲流過程中電阻率各向異性的測試。
3.根據權利要求1所述巖石三軸電阻率各向異性測試系統，其特征在于，所述保護膜由硅膠采用注塑的方式硬化形成，上壓頭和下壓頭設置有多圈凹槽，使保護膜與上壓頭和下壓頭連接穩固。
4.根據權利要求1所述巖石三軸電阻率各向異性測試系統，其特征在于，所述繼電器設有連接電腦的串口，將繼電器與電腦連接后，能通過電腦遠程控制繼電器各個通道的開閉。
5.根據權利要求1所述巖石三軸電阻率各向異性測試系統，其特征在于，所述繼電器的通道數與第一導電板和第二導電板的總量相同。
6.一種根據權利要求1至5任一項所述巖石三軸電阻率各向異性測試系統的電阻率綜合測試方法，其特征在于，具體步驟為：
...【技術特征摘要】
1.一種巖石三軸電阻率各向異性測試系統，其特征在于，包括三軸加載室、上壓頭、下壓頭、巖石試樣、兩個端面電極板、兩個側面電極板、保護膜、繼電器、萬用表和恒流電源；
2.根據權利要求1所述巖石三軸電阻率各向異性測試系統，其特征在于，所述上壓頭和下壓頭上均連接有滲透管，端面電極板的各個第一絕緣板上開設用于滲透的小孔，通過滲透管及小孔能實現滲流過程中電阻率各向異性的測試。
3.根據權利要求1所述巖石三軸電阻率各向異性測試系統，其特征在于，所述保護膜由硅膠采用注塑的方式硬化形成，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：任建威，楊萬理，馬立強，魏雯瑜，簡相洋，梁鵬飛，紀鋒，
申請(專利權)人：新疆工程學院，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。