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申请/专利权人：西南石油大学

摘要：本发明涉及基于立式SHPB系统的高温高压单齿冲击破岩试验装置，包括岩样夹持与加载系统1、立式SHPB系统2、观测系统3、控制线路群4和计算机控制与数据采集系统5。利用该装置进行高温高压单齿冲击破岩试验方法，包括：（1）将岩样和径向约束钢套采用5~15°的锥角关系进行匹配组装后，放入岩样夹持与加载系统；（2）向岩样施加轴向压力，通过带锥度的径向约束钢套转化为径向压力；（3）通过加热线圈向岩样提供高温环境；（4）冲锤经过单齿向岩样施加一定的轴向冲击力；（5）应变信号反馈至计算机，同时DIC及显微观测仪采集冲击瞬态的岩样表面损伤与应变图像。本发明原理可靠，操作简便，为研究深部地层冲击破岩过程的力学行为及机理提供技术手段。

主权项：1.基于立式SHPB系统的高温高压单齿冲击破岩试验装置，包括岩样夹持与加载系统（1）、立式SHPB系统（2）、观测系统（3）、控制线路群（4）和计算机控制与数据采集系统（5），其特征在于，岩样夹持与加载系统（1）包括第一保温套（101）、隔热外壳（102）、保温垫（103）、加热线圈（104）、岩样（105）、径向约束钢套（106）、轴压头（108）、隔热轴（109）、第二保温套（110）、轴压推杆（112）、拉杠（113）和底部固定架（114），所述岩样（105）和径向约束钢套（106）采用锥度设计并匹配结合，密封后裹覆加热线圈（104），岩样下端为轴压头（108），轴压头通过隔热轴（109）连接至轴压推杆（112），所述岩样通过第一保温套（101）、第二保温套（110）、隔热外壳（102）和保温垫（103）保持温度，所述岩样夹持与加载系统通过固定螺栓（111）、拉杠（113）和底部固定架（114）安置并固定于立式SHPB系统的底座；所述立式SHPB系统（2）包括输入杆（201）、单齿（202）、输出杆（203）、第一应变片（204）、第二应变片（205）、高压气体爆轰入射头（206）、超动态应变仪（207）、双踪波形存储器（208）、轴压泵（209）、外支撑杆（210）、内支撑杆（211）和底座（212），所述输入杆（201）上方有冲锤，下方连接单齿（202），单齿正对岩样（105），轴压推杆（112）连接输出杆（203），第一应变片（204）、第二应变片（205）分别安装于输入杆、输出杆上，再通过线路连接超动态应变仪（207）和双踪波形存储器（208），轴压推杆（112）连接轴压泵（209），所述高压气体爆轰入射头（206）控制冲锤，向输入杆施加冲击力，所述立式SHPB系统通过外支撑杆（210）、内支撑杆（211）固定并支撑在底座（212）上；所述观测系统（3）包括观支架（301）和位于支架上的DIC及显微观测仪（302）；所述控制线路群（4）包括动态力学参数采集线路（401）、冲击控制线路（402）、加热控制线路（403）和图像采集线路（404）；所述计算机控制与数据采集系统（5）包括控制箱（501）和计算机（502），控制线路群连接至控制箱，控制箱连接计算机，由计算机控制和处理采集到的数据和图像。

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