论文摘要：室内岩石力学试验是了解岩石力学特性的重要途径，其具有可以进行长期观测、能够严格控制试验环境的条件、可以排除次要的影响因素、花费少等优点，在岩石力学学科的发展中起着重要作用。本文将就岩石力学常规试验技术、岩石流变试验技术、岩石力学耦合试验技术、细观及微观测试技术等方面的进展做了详细介绍，并就下一步的可能发展方向做了展望。
论文关键词：岩石,力学,室内,试验,技术
1前言
岩石材料具较为明显的非线弹性、非均一性、空间各向异性与不连续性等特点，其是在十分复杂的物理化学作用下由多种矿物成分组合而成的，其中各种矿物成分颗粒的晶格排列、力学性质及其相互间连接方式都存在着差异，这些都决定了岩石的复杂的力学特性。随着人类对大自然改造步伐的加速，各类涉及水利、土木、交通与国防的大型岩土工程的施工建设，所遇到的相应岩石力学问题也越来越复杂。室内岩石力学试验是了解岩石力学特性的重要途径，其具有可以进行长期观测、能够严格控制试验环境的条件、可以排除次要的影响因素、物资设备允许多次重复使用与花费耗材相对较少等优点，因此室内岩石力学试验开展的十分普遍。随着科学技术发展的日新月异，许多新技术、新材料和新方法都被应用于室内岩石力学试验，不断推动着室内岩石力学试验测试技术与仪器设备的更新换代。本文将就岩石力学室内试验技术的若干进展进行
2岩石力学性质常规试验技术
试验是理论联系实际，实践验证理论的一条纽带，为了解岩石强度与负荷变形等基本性质，通常对岩石试样进行单轴压缩、三轴压缩和剪切试验。由于技术、材料等方面的原因，国内试验设备制造起步较晚。1964年由长春材料试验机厂研制的长江-500型岩石试验机是当时国内大型岩石三轴压缩试验设备的代表，其轴向最大载荷为500吨，侧向最大压力为1500公斤/厘米；长江-500型岩石试验机能够测试岩石在围压下的强度，但无法给出加载过程中的应力-应变曲线。70年代末80年代初昆明勘测设计院研制了一台大型三轴仪，试样直径70cm，高度140cm，最大轴向荷载300吨，设计最大侧向应力1.5MPa。1993年中国科学院武汉岩土力学研究所采用计算机直接控制和自适应控制技术，研制了一套功能多样化、体积小的RMT-64岩石力学试验系统，该系统集岩石单轴、三轴与剪切试验功能于一体，最大垂直载荷600kN，最大水平静载荷400kN。葛修润院士采用该试验系统，对岩石的I型和Ⅱ型分类进行了研究分析。目前该系统已经升级到型号RMT-150C，最大垂直载荷1000kN，最大水平静载荷500kN，三轴室最高围压50MPa，最大压缩变形量5mm，最大剪切变形量15mm；该设备在一定程度上代表着国内常规岩石力学室内试验测试技术水平。
3岩石流变力学特性试验技术
岩土工程稳定性的时间效应越来越得到人们的注重，许多岩土工程的变形与失稳破坏并不是瞬时间立即就发生的，而是随时间的推移不断发展最终完成的。由于流变现象的普遍存在，对岩石流变力学特性的试验研究是十分必要的。
1981年长江办与长春试验机厂采用了气液增压技术来施加试验力，共同研制了国内真正意义上第一台岩石剪切流变仪，该流变仪的参数是：最大法向压力150kN、最大剪切力200kN，仪器操作与数据测量均为人工手动控制。1982年同济大学研制了RV-84型岩体弱面剪切流变仪，利用该设备，对完整岩块、岩石结构面、冻土、软粘土等的剪切流变以及压缩流变进行详细的分析研究。
2004年长江科学院与长春市朝阳试验仪器有限公司共同研制出了一台大吨位、高围压微机控制电液伺服岩石三轴流变试验机“RLW-2000微机控制岩石三轴流变仪”，该流变仪最大轴压10000kN、最大围压70MPa，仪器的轴压和围压加载系统均采用闭环伺服液压加载方式控制，设计的岩石变形传感器可以在高围压下直接测量岩石的轴向及径向变形，试验过程计算机控制全数字测控器，测控器控制系统的加载装置。
2007年河海大学、法国里尔科技大学与法国国家科研中心共同研发了一套岩石全自动流变伺服仪。设备由加压系统、恒定稳压装置、液压传递系统、压力室装置、水压系统、恒温系统、降温循环系统以及自动采集系统组成，可实行全计算机控制与分析、操作全自动化，保证安全、实时、精确的分析流变全过程，自动采集的数据可与计算机交换，实现流变全过程数字化成图，围压的施压范围为0～60MPa，最大偏压达200MPa，变形测量是由高精度的两LVDT与一个环向测量器来测定。该设备体积小、重力轻、精度高、功能全可以用来进行常规压缩，流变试验，温度应力渗流耦合试验，化学腐蚀试验等。
2008年同济大学开发了一台节理剪切–渗流耦合试验系统，该系统包括法向和切向力加载系统、水压加载系统和渗流剪切盒3部分；最大法向和切向荷载均为600kN，最大渗透压力为0.5MPa，可以实现常法向刚度的加载方式，水压加载系统是用类似“针筒注射器”的装置完成，在试验过程中可分别测量进水口和出水口处的水压和流量；渗流剪切盒可以保证节理在进行剪切渗流试验中，一定压力的渗流水会沿指定路径流过节理面，且不发生渗漏。
4岩石力学耦合试验技术
80年代开始，随着在核废料地质处置库研究的需求，国内外学者开始了热（Thermal）、液（Hydraulic）、力（Mechanical）及其相互耦合条件下岩石力学特性研究，并研制或改造成功了一些试验设备。 1/3 1 2 3 下一页 尾页 |
