岩石三轴试验机：精准操控，从试样安装到数据采集全解析

岩石三轴试验机：精准操控，从试样安装到数据采集全解析

岩石三轴试验机的操作细节及完整过程  

（一）实验前准备阶段  

1.试样制备与检查  

试样需符合行业标准，常用尺寸为Φ50mm×100mm（或Φ25mm×50mm），端面平整度误差≤0.02mm，轴线垂直度偏差≤0.5°，无明显裂纹、缺陷。制备后需测定试样含水率、密度等基础参数，若为饱和试样，需提前进行真空饱和处理（真空度-0.09~-0.1MPa，饱和时间≥24h），确保试样状态均匀。  

2.仪器检查与调试准备  

先检查设备外观及连接部位，确认围压系统、轴压系统、位移传感器、压力传感器线路连接牢固，无松动、破损。检查液压油（或气压源）液位、纯度，确保达到设备运行要求；对于水压力围压系统，需排查管路密封性，避免试验中漏水。同时开启设备总电源、计算机控制系统，预热15~30min，使仪器各部件处于稳定工作状态。  

3.辅助工具准备  

备好试样套（热缩管、橡胶套）、密封胶、凡士林、扳手、卡尺、纸巾等工具。试样套需根据试样尺寸选用，确保无破损、厚度均匀，避免围压施加时出现渗漏；密封胶用于试样与端头的密封衔接，凡士林可减少试样与端头的摩擦干扰。  

（二）试样安装阶段（核心细节：对中、密封、无附加应力）  

1.将试样套小心套在岩石试样外，两端预留2~3mm空间，避免试样受压时试样套被挤压破损。在试样两端涂抹少量凡士林，放置于下承压板中心位置，确保试样轴线与承压板中心线重合（对中偏差≤1mm），防止试验中产生偏压导致数据失真。  

2.缓慢升起上承压板，直至与试样上端轻轻接触（接触力≤50N），避免过度挤压试样产生初始应力。若采用端面密封，需在试样与承压板接触处涂抹密封胶，再套上试样套两端的密封圈，压实密封部位，确保围压介质无法渗透。  

3.将试样腔（压力室）安装到位，拧紧密封螺栓（螺栓拧紧力均匀，避免局部受力导致腔室变形），连接围压进油管（或气管），再次检查密封部位是否完好，无松动、渗漏隐患。  
 

（三）仪器参数设置与调试阶段  

1.试验参数设定  

在计算机控制系统中输入试验参数：围压等级（根据试验方案设定，如0MPa、5MPa、10MPa等）、加载方式（应力控制或应变控制，岩石试验常用应变控制，加载速率0.001~0.005mm/min）、数据采集频率（1~5Hz，确保捕捉试样受力变形全过程数据）、试验终止条件（如轴向应变达到20%、轴向应力下降至峰值应力的80%，或试样发生明显破坏）。  

2.传感器校准  

对轴向压力传感器、围压传感器、轴向位移传感器进行零点校准，确保传感器读数准确。校准后进行预加载测试：施加极小围压（0.1~0.2MPa）和轴向力（0.5~1kN），观察传感器数据是否稳定、管路是否渗漏，若存在异常需立即卸载排查问题。  

（四）岩石三轴试验机试验过程控制阶段（核心：平稳加载、实时监测）  

1.启动围压加载系统，按设定速率缓慢施加围压，加载速率控制在0.05~0.1MPa/s，直至达到预设围压值。围压稳定后（波动范围≤±0.05MPa），保持围压恒定3~5min，使试样充分适应围压环境，减少瞬时应力扰动。  

2.启动轴向加载系统，按照设定的加载方式和速率施加轴向力，开始试验。试验过程中实时观察计算机屏幕上的应力-应变曲线、围压与轴向力数据变化，同时留意设备运行状态（有无异响、渗漏、振动等异常）。  

3.若试验中出现围压下降（渗漏），需立即停止加载，卸载后排查密封问题；若试样发生突发破坏（应力骤降），需保持数据记录完整，待曲线稳定后再停止试验，避免设备冲击损伤。  

4.严格按照设定的终止条件停止试验，禁止提前卸载或强行加载，确保试验数据的完整性和设备安全。  

（五）试验结束与后续处理阶段  

1.卸载操作：先停止轴向加载，再缓慢卸载围压（卸载速率与加载速率一致，0.05~0.1MPa/s），待围压降至0MPa后，关闭围压系统。缓慢降下上承压板，拆卸试样腔，取出试验后试样，观察并记录试样破坏形态（如劈裂破坏、剪切破坏、压溃破坏等），拍照留存。  

2.数据处理：导出试验数据（轴向应力、轴向应变、围压、位移等），绘制应力-应变曲线、峰值强度、弹性模量、泊松比等参数，根据试验目的整理分析数据，形成试验报告。  

3.仪器清理与维护：用纸巾擦拭承压板、试样腔等部位，去除残留密封胶、凡士林及岩石碎屑，确保接触面平整、洁净。检查管路是否残留介质，及时清理并关闭设备电源。定期对设备进行润滑、传感器校准，做好设备运行记录。  

（六）操作注意事项（关键细节）  

-试验全程需佩戴防护手套、护目镜，避免围压介质渗漏、试样破碎飞溅造成人身伤害；禁止在设备运行时触碰压力室、管路及承压板部位。  

-试样安装对中是核心，偏压会导致试验数据偏差过大，甚至损坏传感器，安装后需反复确认对中状态。  

-加载、卸载速率需平稳，避免骤升骤降，防止冲击载荷对设备部件及试样造成损伤，影响试验结果。  

-若设备出现异常（异响、渗漏、数据突变），需立即停止加载、卸载围压，关闭电源，排查问题后再重启试验，严禁带故障运行。