本发明涉及深部岩体力学室内试验，尤其涉及一种高应力条件下水或气扰动高温岩体的装置及方法。
背景技术：
1、随着经济与社会的发展，能源与矿产资源的需求日益增长，众多水利水电、交通工程以及煤炭开采等深埋地下工程逐渐增多，深部地下工程已成为国家创新驱动战略发展的重要一环。然而，在深部高地应力、高地温、高渗透压、强采动、强流变及多场耦合的复杂地质力学环境下，深部工程的应力场特征、煤岩体破碎性质、岩层移动及能量的积聚释放规律等均发生了显著变化。尤其是在高地温和高地应力条件下，例如拉日铁路吉沃西嘎隧道岩温最大值为57℃、桑珠岭隧道岩温最大达到89.5℃，当岩体被裂隙水或气体扰动后更容易发生岩爆、坍塌等地质灾害。
2、通常采用数值模拟、室内试验、理论分析等方法研究灾变发生机理，但高应力条件下水或气扰动高温岩体破坏机理非常复杂，采用数值模拟和理论分析分析分析破坏机理较为困难，室内试验是分析高应力条件下水或气扰动高温岩体破坏机理较为理想的方法。通常研究水或气扰动高温岩体的试验是先将岩石试样加热到不同温度，然后放到水中浸泡一段时间，根据不同的浸泡时间获得岩石试样相应的含水率，最后从水中取出后再进行力学试验。
3、然而，这些试验与高地温深部工程施工时的条件并不一致，施工附近岩体在浸水之前及浸水期间或气体扰动前处于高地应力和高温环境，且施工过程中岩石在破坏过程中仍处于水或气扰动环境下。即传统实验与原位荷载-高温-水或气环境下的实验不同，原位荷载-高温-水或气环境是试样在荷载作用和高温环境下直至破坏一直处于有水或气扰动的环境。针对以上问题，研究同时在高温、加载及水或气扰动条件耦合作用下对岩石力学性能的影响非常重要。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种高应力条件下水或气扰动高温岩体的装置及方法，旨在解决传统岩石力学实验不符合深部高地温岩体实际工程环境的条件下的问题。
2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种高应力条件下水或气扰动高温岩体的装置，包括岩石试样、力学试验组、环境扰动组和控制监测组，所述岩石试样设置于所述力学试验组一侧，所述控制监测组设置于所述力学试验组一侧，所述环境扰动组包括进气阀、控气阀、进气管、气箱、测温管、温度显示器、水箱、加热层、进水阀、控水阀、进水管、加热器、出水出气管、容器、温度控制箱、转接头、连接胶皮塞头、排气口和出水出气控制阀；
3、所述岩石试样和所述加热器设置于所述温度控制箱内部，所述进气管分别与所述进气阀、所述控气阀、所述气箱和所述岩石试样连接，所述气箱与所述水箱连接，所述测温管分别与所述水箱和所述温度显示器连接，且位于所述水箱和所述温度显示器之间，所述加热层与所述水箱固定连接，且位于所述水箱底部，所述进水管分别与所述水箱和所述岩石试样连接，所述进水阀和所述控水阀分别与所述进水管连接，所述出水出气管与所述岩石试样连接，所述容器设置于所述出水出气管一侧。
4、其中，所述岩石试样具有预制钻孔。
5、其中，所述力学试验组包括加载杆、加载垫板和试验台，所述试验台设置于所述温度控制箱底部，所述加载垫板设置于所述岩石试样一侧，所述加载杆与所述加载板固定连接，且位于所述加载板一侧。
6、其中，所述控制监测组包括电脑、高速录像装置、电缆、声发射探头和信号采集盒，所述电缆分别与所述电脑、所述高速录像装置、所述声发射探头和所述信号采集盒连接。
7、第二方面，本发明还提供了一种高应力条件下水或气扰动高温岩体的方法，包括以下步骤：
8、将岩石试样安装于力学试验组内，调制高温高压环境进行高温高压试验，并通过控制监测组监测高温高压试验过程；
9、通过环境扰动组和所述力学试验组对岩石试样进行水扰动试验，并通过控制监测组监测水扰动试验过程；
10、通过环境扰动组和所述力学试验组对岩石试样进行气扰动试验，并通过控制监测组监测气扰动试验过程。
11、本发明的一种高应力条件下水或气扰动高温岩体的装置，所述进气阀用来管控是否从所述气箱向所述岩石试样进行通气扰动，所述控气阀用来控制所述气箱向所述岩石试样通气的速率，在打开所述进气阀后进行所述控气阀调控，所述进气管将所述气箱的气体传输到所述岩石试样内部，当所述进气管工作时需要关闭所述进水管，此外，所述进气管具有恒温作用，保证气体进入所述岩石试样内部扰动试样，所述气箱用来储存水蒸气，并将水蒸气传输到所述进气管，所述测温管一端在所述水箱内部，另一端与所述温度显示器连接，用来测量所述水箱内水的温度，所述温度显示器用来实时显示所述水箱内水的温度，所述水箱用来储存蒸馏水，所述加热层与所述温度显示器配合使用，调整水箱内蒸馏水的温度，保证不同温度的水进入所述进水管，并流入所述岩石试样，所述进水阀用来管控是否从所述水箱向所述岩石试样进行通水扰动，所述控水阀用来控制所述水箱向所述岩石试样通水的速率，在打开所述进水阀后调控所述控水阀，所述进水管将所述水箱的蒸馏水传输到所述岩石试样内部，当所述进水管工作时需要关闭所述进气管，此外，所述进水管具有恒温作用，保证不同设定温度的蒸馏水进入所述岩石试样内部扰动试样，所述加热器用来控制所述温度控制箱内的温度，以保证所述岩石试样的温度与实际工程的岩体温度相对应，所述出水出气管一侧连接所述岩石试样，在所述温度控制箱内部；另一侧在所述温度控制箱的外侧，用来排出所述岩石试样内的蒸馏水或水蒸气，蒸馏水从所述出水出气管流出进入所述容器，所述温度控制箱是透明材料所制作的，以便于观察内部所述岩石试样破坏过程，所述转接头两端分别连接所述岩石试样和所述进气管或所述进水管，起到所述进水管与所述岩石试样连接处不漏水或漏气的作用，所述出水出气管插入连接胶皮塞头中心，水蒸气和蒸馏水从所述出水出气管流出。所述连接胶皮塞头起到所述岩石试样出水出气口处不漏水出气的作用，所述排气口用来排出多余的气体，所述出水出气控制阀用来控制出水出气的速度；该装置通过环境扰动组改进了传统岩石力学试验先加热→再浸水→最后施加荷载的试验步骤，而是在更符合深部高地温岩体实际工程环境的条件下进行试验，即满足在高温和荷载同时作用下，水或气实时扰动岩石的多场耦合力学性能试验条件，解决了传统岩石力学实验不符合深部高地温岩体实际工程环境的条件下的问题。
1.一种高应力条件下水或气扰动高温岩体的装置，其特征在于，
2.如权利要求1所述的一种高应力条件下水或气扰动高温岩体的装置，其特征在于，
3.如权利要求1所述的一种高应力条件下水或气扰动高温岩体的装置，其特征在于，
4.如权利要求1所述的一种高应力条件下水或气扰动高温岩体的装置，其特征在于，
5.一种高应力条件下水或气扰动高温岩体的方法，应用于如权利要求1-4任意一项所述的一种高应力条件下水或气扰动高温岩体的装置，其特征在于，包括以下步骤：
