具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种用于模拟高储能岩体开挖卸荷试验的承压装置及密封方法，以解决上述现有技术存在的问题，增强常规三轴试验中岩体与压头的密封效果，同时提高密封操作便捷度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1-4，其中，图1为本发明的用于模拟高储能岩体开挖卸荷试验的承压装置的轴测示意图，图2为本发明的用于模拟高储能岩体开挖卸荷试验的承压装置的主视示意图，图3为图2中沿D-D方向的剖切示意图，图4为本发明的用于模拟高储能岩体开挖卸荷试验的承压装置的部分结构放大示意图。

本发明提供一种用于模拟高储能岩体开挖卸荷试验的承压装置，包括承压块1、套管和密封环2，承压块1的数量为两块，两块承压块1分别设置于待试验岩体3的两端；套管能够套装于待试验岩体3和承压块1的外部，套管能够与待试验岩体3以及承压块1相贴合，套管由防水材质制成；密封环2套装于承压块1和套管的外部，密封环2与承压块1一一对应，密封环2与套管以及承压块1的抵接面为斜面，密封环2与承压块1之间还设置有紧固元件4，紧固元件4能够令密封环2压紧在套管以及承压块1上；密封环2由刚性材质制成。

本发明的用于模拟高储能岩体开挖卸荷试验的承压装置，套管套装于待试验岩体3和承压块1外部，起到固定待试验岩体3和承压块1的作用，然后利用密封环2套装于承压块1和套管的外部，套管与待试验岩体3以及承压块1紧密贴合，即密封环2套装于承压块1和待试验岩体3的外部，密封环2能够压紧承压块1，从而封堵套管的端部，达到密封目的；还需要强调的是，本发明利用紧固元件4使密封环2压紧在承压块1上，且密封环2与承压块1以及套管的抵接面为斜面，承压块1与密封环2斜面抵接避免了密封环2与承压块1接触位置由于应力集中而导致的套管破坏，确保了密封环2与套管紧密贴合，增强了密封效果。另外，本发明利用紧固元件4促使密封环2压紧在套管以及承压块1上，提高了操作便捷性。

此处需要解释说明的是，套管套装于待试验岩体3和承压块1的外部并与二者紧密贴合，此处“紧密贴合”是指套管能够包覆于待试验岩体3和承压块1的外部，与二者完全贴合且套管不存在褶皱，套管在连接承压块1和待试验岩体3的同时，相当于在待试验岩体3和承压块1外部镀了一层封层，密封环2套装于套管的外部，相当于密封环2套装在承压块1和待试验岩体3的“封层”的外部，对待试验岩体3和承压块1外形的影响几乎可以忽略，因此，本发明中提及的密封环2套装于承压块1、待试验岩体3、套管或三者任意组合的外部，以及密封环2压紧在套管以及承压块1上或密封环2压紧在承压块1上等描述，均不矛盾。在本具体实施方式中，套管可以采用热缩管，在套管套装在待试验岩体3以及承压块1外部后，对热缩管进行加热，使其变形与待试验岩体3以及承压块1紧密贴合，在本发明的其他具体实施方式中，套管还可以采用弹性材质制成，弹性材质制成的套管套装在待试验岩体3以及承压块1外部，密封环2利用紧固元件4压紧在承压块1上，封堵套管的端部，起到密封作用。另外，套管的长度需满足能够令密封环2压紧密封为准，套管的端部可以选择位于密封环2与承压块1的抵接面上，或长度稍长，由密封环2处伸出，套管的长度可以根据试验具体需求设定。另外，由于本具体实施方式中的套管能够发生形变，附图中套管未示出。

具体地，承压块1具有第一倾斜面101，第一倾斜面101自承压块1远离待试验岩体3的第一端起向承压块1靠近待试验岩体3的第二端延伸，并朝向承压块1的轴线方向倾斜设置；密封环2具有第二倾斜面201，第二倾斜面201能够与第一倾斜面101、套管相抵接；紧固元件4能够对密封环2施加朝向远离待试验岩体3方向的作用力。紧固元件4对密封环2施加作用力，令密封环2压紧在承压块1上，斜面相抵避免应力集中。第一倾斜面101和第二倾斜面201的斜率可以选择相同或相近，保证密封效果。在本具体实施方式中，第一倾斜面101和第二倾斜面201自两端朝向待试验岩体3中部倾斜，在本发明的其他具体实施方式中，可以调整第一倾斜面101和第二倾斜面201的倾斜方向，相应地调整紧固元件4向密封环2施加作用力的方向，以及套管与紧固元件4以及承压块1等作适应性调整。

其中，承压块1具有密封槽103，密封槽103的开口位于第一倾斜面101上，密封槽103内设置有密封圈5，密封圈5与第二倾斜面201相抵。密封圈5和密封环2相抵，两者接触更加柔性自然，进一步避免了密封环2与承压块1接触位置由于应力集中导致套管加速破坏，确保了承压块1与套管以及密封环2的紧密贴合，增强装置密封效果。密封圈5可以采用O形圈或其它结构的密封圈5，密封槽103形状与密封圈5形状相适配。

更具体地，承压块1具有凸台102，凸台102设置于密封环2远离待试验岩体3的一侧且二者之间具有间隙，凸台102利用紧固元件4与密封环2相连，凸台102为紧固元件4提供了安装基础，凸台102的轴线与待试验岩体3的轴线重合，紧固元件4与凸台102相连能够令紧固元件4的轴线平行于待试验岩体3的轴线，保证紧固元件4只对密封环2施加与待试验岩体3的轴线相平行的作用力，避免紧固元件4对试验造成干扰，提高试验结果的可靠性。

在本具体实施方式中，紧固元件4为螺栓，凸台102具有与紧固元件4相适配的通孔，密封环2具有与紧固元件4相适配的螺栓孔，紧固元件4穿过凸台102后与密封环2螺纹连接。调整紧固元件4与密封环2的连接位置即可调整紧固元件4对密封环2施加的作用力大小，采用螺纹连接的方式，提高操作便捷性，即使力气较小的试验人员也能够方便地进行操作。

另外，紧固元件4的数量为四个，四个紧固元件4绕承压块1的轴线周向均布，提高密封环2受力均匀性，提高装置整体的结构稳定性。

进一步地，承压块1远离待试验岩体3的一端径向端面上具有凹槽104，凹槽104为顶部开口结构，凹槽104延伸至承压块1的侧壁处，在承压块1上设置凹槽104，能够防止待试验岩体3高围压加卸载常规三轴试验条件下由于液压油膜的存在而导致装置与试验加载系统之间产生难以瞬时脱离的情况，从而有效避免了对试验后岩体的扰动。

在本具体实施方式中，凹槽104为十字形，进一步避免液压油膜的“吸附”现象，四个紧固元件4的十字形连线与凹槽104的投影重合，提高结构的对称性，进而保证装置的受力均匀性。

更进一步地，本发明还提供了一种用于模拟高储能岩体开挖卸荷试验的密封方法，具体操作包括：

将其中一块承压块1倒置在试验加载系统上；

待试验岩体3放置在承压块1上，待试验岩体3的轴线与承压块1的轴线重合；

将热缩管套在待试验岩体3和承压块1外部；

将两个密封环2相对套在热缩管和承压块1外部；

在待试验岩体3上放置另一块承压块1，并令承压块1伸入热缩管内，两个承压块1均与待试验岩体3同轴设置；

对热缩管进行加热，可选用加热枪或其它加热设备，加热后的热缩管迅速收缩并与两块承压块1紧密贴合；

将两个密封环2利用紧固元件4与承压块1相连，令密封环2压紧承压块1和承压块1上的密封圈5，防止待试验岩体3高围压加卸载常规三轴试验过程中从岩体上部和下部渗油的情况。

本发明的用于模拟高储能岩体开挖卸荷试验的密封方法，采用密封环2和紧固元件4的组合对待试验岩体3和承压块1进行密封，相较于现有技术，减轻了装置密封附属配件的重量，方便试验人员操作，尤其为力气较小的试验人员在进行大尺寸岩体高围压加卸载常规三轴试验的密封操作时提供了极大的便利。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。