一、简介

用于岩石在不同三向应力作用下的多种形式试验，包括真三轴的全过程试验、动力扰动试验、蠕变、剪切、三轴超声波、声发射 Kaiser 效应试验模拟单向或双向突然卸载(隧道开挖或深部开采模拟)，并可以测试岩爆发生过程与规律:监测隧道围岩的损伤演化和破裂规律，进行应力状态下坚硬岩石的真三轴试验。

依托的标准：

1.《试验机通用技术要求GB/T2611-2022》

2.《拉力、压力和万能试验机（检定规程）JJG 139-2014》

3.《水利水电工程岩石试验规程SL/T264-2020》

4.《公路工程岩石试验规程JTG E41-2024》

5.《工程岩体实验方法标准GB/T50266-2013》

6.《铁路工程岩石实验规程TB101115-2023》

二、结构要求和参数指标

结构参数：

1．主机采用整体铸造门框结构机架，水平四柱结构, 采用电液伺服闭环控制，Z向与Y向一体式框架，X向随动框架与之匹配形成真三轴加载系统。

主机参数： 

1．Z轴向加载系统：最大试验力：3000kN；双油缸对中加载（以保证试验过程式样居中），有效测力范围：30kN〜3000kN，测力分辨率：1/10000000。误差综合精度：±0.5%，试验力加载速度范围：0.01〜100kN/s，加载行程：100mm，位移精度：0.25%。

2．Y向水平加载岩爆系统：最大试验力：3000kN；双油缸对中加载（以保证试验过程式样居中），有效测力范围：30kN〜3000kN，测力分辨率：1/1000000。误差综合精度：±0.5%，试验力加载速度范围：0.01〜100kN/s，加载行程：100mm，位移精度：0.25%。

3．X水平静加载扰动系统：采用刚性四柱随动框架结构；最大试验力：3000kN，有效测力范围：30kN〜3000kN，测力分辨率：1/250000，误差综合精度：±0.5%，试验力加载速度范围：0.01〜100kN/s，加载行程：100mm，位移精度：0.25%控制器核心部件。

功能参数： 

1．扰动加载系统：最大振动力：500KN，频率范围：0-10HZ，精度：±1%FS。

2．蠕变系统蠕变时长：1000小时；控制精度(100KN-3000KN) ±0.01％FS。 

3．声发射测试系统 

3.1采用(8通道)全信息声发射信号分析仪可实现在高应力、高孔隙压力、高温度的多场耦合真三轴条件下对岩石内部出现裂隙产生的声发射点进行定位，对声发射的能量、幅值进行记录，进行三维成像分析，从而分析岩石裂隙的发育过程。 

3.2耐高温高压声发射传感器，数量8支、耐高温:150°C、耐围压:140Mpa ，声发射传感器安装于压力室内，可实现高温高压条件下的声发射三维成像分析试验，前置放大器20/40/60dB多种放大倍数、连续数据通过率:80MB/S，波形数据通过率:75MB/S。 

3.3数据采集方式:多通道同步采集。 

3.4采用PCI-EXPERSS总线结构，每块采集卡的通道数为8通道。波形的存储方式:所有通道波形数据连续记录，保证不丢数据，连续采集。存储长度:以5MHz的采样率，同步采集8通道声发射信号，可以连续存储数小时的波形数据，保证期间不丢失数据。

3.5采样速度:使用8道，每通道最高5M。输入信号范围:±10V，A/D转换精度:16位。

3.6主机系统不需要外接电脑可以独立工作

3.7主机噪声:±0.308mV，通道输入阻抗:50欧姆，信号输入类型:单端信号，采样触发方式:软件触发、信号门限触发、外部触发，定时触发。 

传感器参数：

1．位移传感器：磁致伸缩位移传感器，SSI，110mm；采用非接触式磁致伸缩位移传感器，由于采用先进的测量原理、完美的设计和精选的原材料，使得传感器的温度系数对数据测量的影响降到最低。 

2．变形传感器：单向双测量LVDT构成，量程：0〜±6.25mm，测量分辨率：0. 001mm，综合精度：0.2%FS，标定仪：BD-25、分辨率：0.001mm。

试验性能：

1．满足试样尺寸：50X50X50mm,100X100X100mm。 

2．自动测量、控制、数据采集、处理、绘制曲线及打印曲线报告（抗压强度、围压、变形、泊松比、弹性模量等）。 

3．岩石单轴抗压强度试验（恒应力、恒应变、恒应力速率、恒应变速率、恒位移速率、单向循环等加载、保载、卸载等多环节的程序控制试验）。 

4．测量系统具有自动调零、自动标定、连续全程测量不分档、曲线坐标具有自适应行性。 

5．可进行试验力、变形、位移等速率控制并保持，具有超载自动保护功能，当轴向变形、径向变形、时间等参数达到极限值或预设置、试样断裂、油路阻塞和油温过高 时均可自动保护。 

6．无级调速、力、位移、变形，各种控制方式可在试验过程中任意平滑切换曲线 、数据存储及曲线放大、在试验过程中可切换显示各试验曲线。 

7.（1）快速临空：指定方向具备快速卸载功能，使试样一个加载面快速临空；分离器分离时间≤0.1s。 （2）动态扰动（频率/振幅）：10Hz时扰动振幅≥0.2mm。 

液压及电控系统：

1．电源电机功率：20KW，电压380V 50HZ电机转速960r/min系统工作压力 ：25MPa，系统工作流量60L/min；控制电压DC24V，噪音分贝噪音分贝<65dB，液压油：46#抗磨液压油，高压油滤精度：3um；低压油滤精度：50um。

2．冷却功能：油温60℃。 

七、控制器系统： 

1．采样频率和数据传递速率，以100µs(0.1毫秒)为基本单位可调；采样频率2.5kHz，100µs为间隔可调64位内部处理器、32位测量和24位数模转换器模拟信号分辨率±7,000,000码。试验频率从慢至每天一个周期到高动态500Hz试验频率、伺服阀放大模块160W/320W内置直流功放有八个扩展通道插槽。

八、真三轴多场耦合软件系统：

1.软件操作使用简单，功能完善，并具备开源端⼝。

2.项目管理器功能和特点至少包括：创建试验通道、配置硬件资源、指定控制模式位移控制、加速度控制、载荷控制、位移/力切换控制、速度控制、角度控制。

3．配置控制算法包括：前馈+PID控制、具有加速度控制。

4．站点管理器采用站点闭环控制，具有标定输入通道、调整回路控制参数、PID 、设定伺服阀的阀偏功能。 

5．函数发生器，提供多种标准的信号类型包括：正弦波、方波、三角波。 

6．多功能数字表头，显示信号的类型包含：瞬时值、极值。 

7．检测器&作动器，检测超限信息，设定动作支持测量值超限、回路误差超限、超限动作可不响应。