模拟深地复杂条件的长历时高精度流变试验系统

摘要

本发明属于流变试验系统技术领域，具体提供了包括三轴压缩流变试验系统、单轴压缩流变试验系统、单轴拉伸流变试验系统的一系列模拟深地复杂条件的长历时高精度流变试验系统，所述高精度流变试验系统包括相互连接的试样安装组件、加载机构以及分别与试样安装组件、加载机构连接进行供液的液压站模块。本发明提供的高精度流变试验系统，将负载自重形成的稳压荷载通过液压设备传递至试样，在稳压过程中不再需要电力保证施加荷载的恒定，适用于长历时稳载需求，不仅能够确保加载过程中施加小吨位或小应力到大吨位或大应力条件的连续，而且解决了保持长期加载条件下加载稳定性的问题，使测量更加便捷，测量结果更加可靠。

说明书

技术领域

本发明涉及流变试验系统技术领域，具体的说，是包括三轴压缩流变试验系统、单轴压缩流变试验系统、单轴拉伸流变试验系统的一系列模拟深地复杂条件的长历时高精度流变试验系统。

背景技术

任何材料在荷载作用下，随时间发展，均会不断发生变形；随温度增加，会导致材料在恒定荷载下的变形速率增加，从而导致材料力学性质劣化。而且，在水渗流作用下，会进一步加速材料变形和力学性质劣化进程。材料的流变特性直接决定了材料的长期力学性能，特别是对于深埋地下的岩体工程，围岩在深埋高温、高应力与高渗流压力等“三高”复杂耦合的强湿热环境下，岩石呈现更加显著的强流变时效特征，直接决定了工程围岩的长期稳定性，需要通过试验获得岩石可靠的流变力学特性，而其关键在于如何确保在测试过中测试条件的恒定。

岩石作为天然地质材料，深埋岩石工程的围岩通常是新鲜岩体，其承载能力通常较大，在侧向应力作用下，其承载能力大大提升，因此测试过程中不仅需要保证侧向应力恒定，更需要对沿试件竖向保证大吨位荷载恒定。受时间效应影响，在测试过程中，侧向应力或轴向荷载微小的波动，均会导致岩石长期流变变形发生显著突变性变化，该影响有可能会导致对被测试岩石的长期力学行为的误判。因此，如何保证实验开始后的长时间段测试过程中的前述测试条件恒定和不发生改变，是确保岩石流变试验成果有效性的关键。

目前，流变试验的轴向荷载多是通过电路控制或手动控制液压的方式施加大吨位荷载，并分别依靠电源电力保证施加荷载的恒定。然而，电源控制方式下，断电会导致加载中断；由于岩石是在持续发生变形，而液压加载由于不能及时向承载的压力腔体内补充液体介质，导致液体压力下降，从而引起施加的荷载降低，不能保证在长期加载条件下的荷载或应力恒定。此外，现有重力加载方式，主要依靠杠杆臂的力矩臂输出大吨位荷载，这又导致荷载是从特定某一值开始施加，无法实现同一个试件在试验过程中的低吨位小荷载到大吨位大荷载的连续施加。

综上可知，现有的实验方法不能确保流变试验过程中侧向应力和轴向荷载的恒定与可靠，以及荷载的连续施加。

发明内容

本发明的目的在于提供一系列能长历时稳载的高精度流变试验系统，将负载自重形成的稳压荷载通过液压设备传递至试样，在稳压过程中不再需要电力保证施加荷载的恒定，适用于长历时稳载需求，不仅能够确保加载过程中施加小吨位或小应力到大吨位或大应力条件的连续，而且解决了保持长期加载条件下加载稳定性的问题，使测量更加便捷，测量结果更加可靠。

基于由负载自重形成稳压荷载并通过液压设备传递至试样这一相同技术构思，本发明提供了三大类能长历时稳载的高精度流变试验系统的技术方案。

第一类：三轴压缩流变试验系统；

第二类：单轴压缩流变试验系统；

第三类：单轴拉伸流变试验系统。

本发明中“三轴压缩流变试验系统”与“单轴压缩流变试验系统”的主要区别在于：三轴压缩流变试验系统可能根据实际需要向试样提供轴向加载、侧向加载。而“单轴压缩流变试验系统”与“单轴拉伸流变试验系统”的主要区别在于：单轴压缩流变试验系统的试样安装组件主要是向试样提供使其进一步压缩的轴向载荷，单轴拉伸流变试验系统的试样安装组件主要是向试样提供使其进一步拉伸的轴向载荷。

本发明通过下述技术方案实现。

一、模拟深地复杂条件的长历时高精度流变试验系统，所述流变试验系统为三轴压缩流变试验系统；所述三轴压缩流变试验系统包括相互连接的试样安装组件、加载机构以及分别与试样安装组件、加载机构连接进行供液的液压站模块；

所述试样安装组件包括安装机架和从上到下依次安装在安装机架中的载荷传感器、试样夹持组件、轴向加载油缸；所述试样夹持组件设置有用于夹持试样的试样安装腔，且所述试样夹持组件的顶部通过载荷传感器安装在安装机架上，所述试样夹持组件的底部与轴向加载油缸的轴向加载活塞连接；

所述加载机构包括与轴向加载油缸液压连接的轴向加载组件、与试样夹持组件液压连接的侧向加载组件和加载机架；

所述轴向加载组件包括轴向省力轮单元、轴向稳压第一传动轮、轴向稳压第二传动轮、轴向稳压传动绳、轴向稳压液动组件、轴向稳压负载平台、轴向稳压砝码；所述轴向稳压液动组件的固定端安装在加载机架上，轴向稳压液动组件的活动端与轴向省力轮单元的传力端连接；所述轴向稳压传动绳一端缠绕在轴向省力轮单元上、另一端依次通过轴向稳压第一传动轮、轴向稳压第二传动轮连接在用于承托轴向稳压砝码的轴向稳压负载平台上；

所述侧向加载组件包括侧向省力轮单元、侧向稳压第一传动轮、侧向稳压第二传动轮、侧向稳压传动绳、侧向稳压液动组件、侧向稳压负载平台、侧向稳压砝码；所述侧向稳压液动组件的固定端安装在加载机架上，侧向稳压液动组件的活动端与侧向省力轮单元的传力端连接；所述侧向稳压传动绳一端缠绕在侧向省力轮单元上、另一端依次通过侧向稳压第一传动轮、侧向稳压第二传动轮连接在用于承托侧向稳压砝码的侧向稳压负载平台上；

所述液压站模块包括总液压缸，总液压缸各通过一组油路与轴向加载油缸、轴向稳压油缸、侧向稳压油缸液压连接；能够与轴向加载油缸内腔连通的轴向稳压油缸还通过一根油路与轴向加载油缸液压连接，轴向加载油缸的稳压出油口位于轴向加载油缸的稳压加载出油腔，且轴向加载油缸的稳压进油口位于轴向加载油缸的稳压加载进油腔；能够与试样夹持组件的试样安装腔连通的侧向稳压油缸还通过一根油路与试样夹持组件液压连接。

二、模拟深地复杂条件的长历时高精度流变试验系统，所述流变试验系统为单轴压缩流变试验系统；所述单轴压缩流变试验系统包括相互连接的试样安装组件、加载机构以及分别与试样安装组件、加载机构连接进行供液的液压站模块；

所述试样安装组件包括安装机架和从上到下依次安装在安装机架中的载荷传感器、试样夹持组件、轴向加载油缸；所述试样夹持组件设置有用于夹持试样的试样安装腔，且所述试样夹持组件的顶部通过载荷传感器安装在安装机架上，所述试样夹持组件的底部与轴向加载油缸的轴向加载活塞连接；

所述加载机构包括与轴向加载油缸液压连接的轴向加载组件；

所述轴向加载组件包括轴向省力轮单元、轴向稳压第一传动轮、轴向稳压第二传动轮、轴向稳压传动绳、轴向稳压液动组件、轴向稳压负载平台、轴向稳压砝码；所述轴向稳压液动组件的固定端安装在加载机架上，轴向稳压液动组件的活动端与轴向省力轮单元的传力端连接；所述轴向稳压传动绳一端缠绕在轴向省力轮单元上、另一端依次通过轴向稳压第一传动轮、轴向稳压第二传动轮连接在用于承托轴向稳压砝码的轴向稳压负载平台上；

所述液压站模块包括总液压缸，总液压缸各通过一组油路与轴向加载油缸、轴向稳压油缸液压连接；能够与轴向加载油缸内腔连通的轴向稳压油缸还通过一根油路与轴向加载油缸液压连接，轴向加载油缸的稳压出油口位于轴向加载油缸的稳压加载出油腔，且轴向加载油缸的稳压进油口位于轴向加载油缸的稳压加载进油腔。

三、模拟深地复杂条件的长历时高精度流变试验系统，所述流变试验系统为单轴拉伸流变试验系统；所述单轴拉伸流变试验系统包括相互连接的试样安装组件、加载机构以及分别与试样安装组件、加载机构连接进行供液的液压站模块；

所述试样安装组件包括安装机架和从上到下依次安装在安装机架中的载荷传感器、试样夹持组件、轴向加载油缸；所述试样夹持组件设置有用于夹持试样的试样安装腔，且所述试样夹持组件的顶部通过载荷传感器安装在安装机架上，所述试样夹持组件的底部与轴向加载油缸的轴向加载活塞连接；

所述加载机构包括与轴向加载油缸液压连接的轴向加载组件；

所述轴向加载组件包括轴向省力轮单元、轴向稳压第一传动轮、轴向稳压第二传动轮、轴向稳压传动绳、轴向稳压液动组件、轴向稳压负载平台、轴向稳压砝码；所述轴向稳压液动组件的固定端安装在加载机架上，轴向稳压液动组件的活动端与轴向省力轮单元的传力端连接；所述轴向稳压传动绳一端缠绕在轴向省力轮单元上、另一端依次通过轴向稳压第一传动轮、轴向稳压第二传动轮连接在用于承托轴向稳压砝码的轴向稳压负载平台上；

所述液压站模块包括总液压缸，总液压缸各通过一组油路与轴向加载油缸、轴向稳压油缸液压连接；能够与轴向加载油缸内腔连通的轴向稳压油缸还通过一根油路与轴向加载油缸液压连接，轴向加载油缸的稳压出油口位于轴向加载油缸的稳压加载出油腔，且轴向加载油缸的稳压进油口位于轴向加载油缸的稳压加载进油腔。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明提供的一系列能长历时稳载的高精度流变试验系统，将负载自重形成的稳压荷载通过液压设备传递至试样，在稳压过程中不再需要电力保证施加荷载的恒定，适用于长历时稳载需求，不仅能够确保加载过程中施加小吨位或小应力到大吨位或大应力条件的连续，而且解决了保持长期加载条件下加载稳定性的问题，使测量更加便捷，测量结果更加可靠。

（2）本发明在统一技术构思下，提供了三轴压缩流变试验系统、单轴压缩流变试验系统、单轴拉伸流变试验系统三大类产品，能满足不同的试验需求.

（3）本发明提供的同时设置加载机构、加热装置、渗流装置的三轴压缩流变试验系统，可以模拟围岩在深埋高温、高应力与高渗流压力“三高”复杂耦合的强湿热环境，确保岩石流变试验的结果更接近岩体实际数据。

附图说明

图1为三轴压缩流变试验系统的第一种典型结构的主视示意图。

图2为图1的俯视示意图。

图3为三轴压缩流变试验系统的第二种典型结构的主视示意图。

图4为三轴压缩流变试验系统的第三种典型结构的主视示意图。

图5为单轴压缩流变试验系统的第一种典型结构的主视示意图。

图6为单轴压缩流变试验系统的第二种典型结构的主视示意图。

图7为单轴压缩流变试验系统的第三种典型结构的主视示意图。

图8为单轴拉伸流变试验系统的第一种典型结构的主视示意图。

图9为单轴拉伸流变试验系统的第二种典型结构的主视示意图。

图10为单轴拉伸流变试验系统的第三种典型结构的主视示意图。

图11为轴向加载组件或侧向加载组件的第一种典型结构的主视示意图。

图12为轴向加载组件或侧向加载组件的第二种典型结构的主视示意图。

图13为轴向加载组件或侧向加载组件的第三种典型结构的主视示意图。

图14为省力轮单元的一种典型结构示意图。

图15为直排式省力轮单元省力原理示意图一。

图16为直排式省力轮单元省力原理示意图二。

图17为同轴式省力轮单元省力原理示意图。

图18为两个传动轮间距可调的结构示意图。

图19为试样夹持组件与加热装置、渗流装置的连接结构示意图。

其中：

1、安装机架；2、载荷传感器；3-1、上部传力柱；3-2、下部传力柱；4、岩石试样；5-1、压力腔外壳；5-2、压力腔底座；6、轴向加载活塞；7、轴向加载油缸；8-1、上夹持座；8-2、下夹持座；9、轴向加载油缸底座；10、加载机架；

11-1、总液压缸；11-2、A阀；11-3、A油路；11-4、B阀；11-5、B油路；11-6、C阀；11-7、C油路；11-8、D阀；11-9、D油路；11-10、E阀；11-11、E油路；11-12、F阀；11-13、F油路；11-14、G阀；11-15、G油路；11-16、H阀；11-17、H油路；

12、轴向稳压活塞；13、轴向稳压油缸；14、轴向稳压油缸底座；15、第一螺栓组；16、轴向稳压导向柱；17、轴向稳压连接板；19、轴向稳压分力轮组；20、轴向稳压定位轮组；21、轴向稳压第一传动轮；22、轴向稳压第二传动轮；23、轴向稳压传动绳；24、轴向稳压负载平台；30、轴向稳压砝码；31、轴向稳压承压板；32、轴向稳压固定柱；

12-1、侧向稳压活塞；13-1、侧向稳压油缸；14-1、侧向稳压油缸底座；15-1、第二螺栓组；16-1、侧向稳压导向柱；17-1、侧向稳压连接板；19-1、侧向稳压分力轮组；20-1、侧向稳压定位轮组；21-1、侧向稳压第一传动轮；22-1、侧向稳压第二传动轮；23-1、侧向稳压传动绳；24-1、侧向稳压负载平台；30-1、侧向稳压砝码；31-1、侧向稳压承压板；32-1、侧向稳压固定柱；

19-11、侧向稳压动滑轮一；19-12侧向稳压动滑轮二；20-11、侧向稳压定滑轮一；20-12侧向稳压定滑轮二；

25、加热装置；26-1、渗流进水管；26-2、渗流出水管。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供了模拟深地复杂条件的长历时高精度流变试验系统，具体的，所述流变试验系统为三轴压缩流变试验系统。

如图1-图4所示，所述三轴压缩流变试验系统包括相互连接的试样安装组件、加载机构以及分别与试样安装组件、加载机构连接进行供液的液压站模块；

所述试样安装组件包括安装机架1和从上到下依次安装在安装机架1中的载荷传感器2、试样夹持组件、轴向加载油缸7；所述试样夹持组件设置有用于夹持岩石试样4的试样安装腔，且所述试样夹持组件的顶部通过载荷传感器2安装在安装机架1上，所述试样夹持组件的底部与轴向加载油缸7的轴向加载活塞6连接；

所述加载机构包括与轴向加载油缸7液压连接的轴向加载组件、与试样夹持组件液压连接的侧向加载组件和加载机架10；

所述轴向加载组件包括轴向省力轮单元、轴向稳压第一传动轮21、轴向稳压第二传动轮22、轴向稳压传动绳23、轴向稳压液动组件、轴向稳压负载平台24、轴向稳压砝码30；所述轴向稳压液动组件的固定端安装在加载机架10上，轴向稳压液动组件的活动端与轴向省力轮单元的传力端连接；所述轴向稳压传动绳23一端缠绕在轴向省力轮单元上、另一端依次通过轴向稳压第一传动轮21、轴向稳压第二传动轮22连接在用于承托轴向稳压砝码30的轴向稳压负载平台24上；

所述侧向加载组件包括侧向省力轮单元、侧向稳压第一传动轮21-1、侧向稳压第二传动轮22-1、侧向稳压传动绳23-1、侧向稳压液动组件、侧向稳压负载平台24-1、侧向稳压砝码30-1；所述侧向稳压液动组件的固定端安装在加载机架10上，侧向稳压液动组件的活动端与侧向省力轮单元的传力端连接；所述侧向稳压传动绳23-1一端缠绕在侧向省力轮单元上、另一端依次通过侧向稳压第一传动轮21-1、侧向稳压第二传动轮22-1连接在用于承托侧向稳压砝码30-1的侧向稳压负载平台24-1上；

所述液压站模块包括总液压缸11-1，总液压缸11-1各通过一组油路与轴向加载油缸7、轴向稳压油缸13、侧向稳压油缸13-1液压连接；能够与轴向加载油缸7内腔连通的轴向稳压油缸13还通过一根油路与轴向加载油缸7液压连接，轴向加载油缸7的稳压出油口位于轴向加载油缸7的稳压加载出油腔，且轴向加载油缸7的稳压进油口位于轴向加载油缸7的稳压加载进油腔；能够与试样夹持组件的试样安装腔连通的侧向稳压油缸13-1还通过一根油路与试样夹持组件液压连接。

进一步地，所述试样夹持组件包括共同形成一个试样安装腔的上部传力柱3-1、下部传力柱3-2、压力腔外壳5-1、压力腔底座5-2；所述上部传力柱3-1的顶端通过载荷传感器2安装在安装机架1上，且所述上部传力柱3-1的底端伸入压力腔外壳5-1与压力腔外壳5-1滑动连接；所述下部传力柱3-2安装在压力腔底座5-2的顶面，且所述压力腔底座5-2的底面与轴向加载油缸7的轴向加载活塞6连接；所述压力腔外壳5-1、压力腔底座5-2可拆卸连接。

进一步地，对于三轴压缩流变试验系统，其轴向加载组件、侧向加载组件的结构可以为结构相同的液压加载组件，也可以为结构不同的液压加载组件。本实施例中提供了三组采用相同结构的液压加载组件的轴向稳压液动组件、侧向稳压液压组件的具体方案。

第一组：采用第一组液压加载组件时，轴向稳压液动组件、侧向稳压液压组件的具体方案如下：

如图1、图2所示，所述轴向稳压液动组件包括轴向稳压油缸13，所述轴向稳压油缸13的轴向稳压油缸底座14通过第一螺栓组15直接安装在加载机架10上；所述轴向稳压油缸13的轴向稳压活塞12向上伸出且与轴向省力轮单元的传力端连接；

所述侧向稳压液动组件包括侧向稳压油缸13-1，所述侧向稳压油缸13-1的侧向稳压油缸底座14-1通过第二螺栓组15-1直接安装在加载机架10上；所述侧向稳压油缸13-1的侧向稳压活塞12-1向上伸出且与侧向省力轮单元的传力端连接；

所述轴向加载油缸7的轴向加载油缸底座9通过第三螺栓组安装在安装机架1上。

第一组液压加载组件中，轴向稳压油缸13的轴向稳压活塞12朝上，且轴向稳压活塞12位于轴向稳压油缸13内腔的上部。此时，轴向稳压油缸13内腔的上部分为稳压加载出油腔。在轴向稳压负载平台24上放置轴向稳压砝码30或其他负载时，受到轴向稳压砝码30自重的作用，轴向稳压传动绳23将其作用力通过轴向省力轮单元放大后作用至轴向稳压油缸13的轴向稳压活塞12上，轴向稳压活塞12向上运动，压缩上部的稳压加载出油腔的空间，从而使稳压加载出油腔中油液通过油路压入轴向加载油缸7的稳压加载进油腔。另一方面，由于所述轴向加载油缸7的轴向加载活塞6向上设置，即轴向加载活塞6位于轴向加载油缸7内腔的上部，而轴向加载油缸7的轴向加载活塞6运动并通过试样夹持组件向试样施加使其压缩的轴向荷载，因此，轴向加载油缸7的稳压加载进油腔位于轴向加载油缸7内腔的下部。

因此，所述轴向稳压油缸13的稳压加载出油腔、所述轴向加载油缸7的稳压加载进油腔在油缸腔室中的位置并不是固定的。当需要对试样进行压缩流变试验时，只要负载重力作用于轴向稳压油缸13的轴向稳压活塞12时空间被压缩的腔室即为此结构中轴向稳压油缸13的稳压加载出油腔，且流入油液后会推动轴向加载油缸7的轴向加载活塞6向试样施加压缩荷载所对应的腔室即为此结构中轴向加载油缸7的稳压加载进油腔。

第一组液压加载组件中，侧向稳压油缸13-1的侧向稳压活塞12-1朝上，且侧向稳压活塞12-1位于侧向稳压油缸13-1内腔的上部。此时，侧向稳压油缸13-1内腔的上部空间为稳压加载出油腔。在侧向稳压负载平台24-1上放置侧向稳压砝码30-1或其他负载时，受到侧向稳压砝码30-1自重的作用，侧向稳压传动绳23-1将其作用力通过侧向省力轮单元放大后作用至侧向稳压油缸13-1的侧向稳压活塞12-1上，侧向稳压活塞12-1向上运动，压缩上部的稳压加载出油腔的空间，从而使稳压加载出油腔中油液通过油路压入试样安装腔，从而向试样提供侧向荷载。

第二组：采用第二组液压加载组件时，轴向稳压液动组件、侧向稳压液压组件的具体方案如下：

如图3所示，所述轴向稳压液动组件包括轴向稳压油缸13、轴向稳压导向柱16、轴向稳压连接板17、轴向稳压承压板31、轴向稳压固定柱32；所述轴向稳压承压板31通过轴向稳压固定柱32安装在加载机架10上；所述轴向稳压油缸13的轴向稳压油缸底座14安装在轴向稳压导向柱16的底端，且轴向稳压导向柱16的顶端穿过轴向稳压承压板31与轴向稳压连接板17连接；所述轴向稳压油缸13的轴向稳压活塞12向上伸出且连接在上方的轴向稳压承压板31上；所述轴向稳压连接板17与上方的轴向省力轮单元的传力端连接；

所述侧向稳压液动组件包括侧向稳压油缸13-1、侧向稳压导向柱16-1、侧向稳压连接板17-1、侧向稳压承压板31-1、侧向稳压固定柱32-1；所述侧向稳压承压板31-1通过侧向稳压固定柱32-1安装在加载机架10上；所述侧向稳压油缸13-1的侧向稳压油缸底座14-1安装在侧向稳压导向柱16-1的底端，且侧向稳压导向柱16-1的顶端穿过侧向稳压承压板31-1与侧向稳压连接板17-1连接；所述侧向稳压油缸13-1的侧向稳压活塞12-1向上伸出且连接在上方的侧向稳压承压板31-1上；所述侧向稳压连接板17-1与上方的侧向省力轮单元的传力端连接。

第二组液压加载组件中，轴向稳压油缸13的轴向稳压活塞12朝上，且轴向稳压活塞12位于轴向稳压油缸13内腔的上部。不同于第一组液压加载组件结构，轴向稳压活塞12并非直接与轴向省力轮单元连接，而是与上方的轴向稳压承压板31连接且轴向稳压承压板31通过轴向稳压固定柱32固定在加载机架10上。在轴向稳压负载平台24上放置轴向稳压砝码30或其他负载时，受到轴向稳压砝码30自重的作用，轴向稳压传动绳23将其作用力通过轴向省力轮单元放大后先作用至轴向稳压连接板17上，而轴向稳压连接板17通过轴向稳压导向柱16传递至轴向稳压油缸底座14，从而反向作用于轴向稳压活塞12，使轴向稳压油缸13的下部空间被压缩。此时，轴向稳压油缸13内腔的下部空间为稳压加载出油腔。轴向稳压油缸13的稳压加载出油腔中油液通过油路压入轴向加载油缸7的稳压加载进油腔。另一方面，由于所述轴向加载油缸7的轴向加载活塞6向上设置，即轴向加载活塞6位于轴向加载油缸7内腔的上部，而轴向加载油缸7的轴向加载活塞6运动并通过试样夹持组件向试样施加使其压缩的轴向荷载，因此，轴向加载油缸7的稳压加载进油腔位于轴向加载油缸7内腔的下部。

同样情况，所述轴向稳压油缸13的稳压加载出油腔、所述轴向加载油缸7的稳压加载进油腔在油缸腔室中的位置并不是固定的。当需要对试样进行压缩流变试验时，只要负载重力作用于轴向稳压油缸13的轴向稳压活塞12时空间被压缩的腔室即为此结构中轴向稳压油缸13的稳压加载出油腔，且流入油液后会推动轴向加载油缸7的轴向加载活塞6向试样施加压缩荷载所对应的腔室即为此结构中轴向加载油缸7的稳压加载进油腔。

第二组液压加载组件中，侧向稳压油缸13-1的侧向稳压活塞12-1朝上，且侧向稳压活塞12-1位于侧向稳压油缸13-1内腔的上部。不同于第一组液压加载组件结构，侧向稳压活塞12-1并非直接与侧向省力轮单元连接，而是与上方的侧向稳压承压板31-1连接且侧向稳压承压板31-1通过侧向稳压固定柱32-1固定在加载机架10上。在侧向稳压负载平台24-1上放置侧向稳压砝码30-1或其他负载时，受到侧向稳压砝码30-1自重的作用，侧向稳压传动绳23-1将其作用力通过侧向省力轮单元放大后先作用至侧向稳压连接板17-1上，而侧向稳压连接板17-1通过侧向稳压导向柱16-1传递至侧向稳压油缸底座14-1，从而反向作用于侧向稳压活塞12-1，使侧向稳压油缸13-1的下部空间被压缩。此时，侧向稳压油缸13-1内腔的下部空间为稳压加载出油腔。侧向稳压油缸13-1的稳压加载出油腔中油液通过油路压入试样安装腔，从而向试样提供侧向荷载。

第三组：采用第三组液压加载组件时，轴向稳压液动组件、侧向稳压液压组件的具体方案如下：

如图4所示，所述轴向稳压液动组件包括轴向稳压油缸13、轴向稳压导向柱16、轴向稳压连接板17、轴向稳压承压板31、轴向稳压固定柱32；所述轴向稳压油缸13的轴向稳压油缸底座14通过轴向稳压固定柱32安装在加载机架10上；所述轴向稳压油缸13的轴向稳压活塞12向下伸出且连接在下方的轴向稳压承压板31上；所述轴向稳压承压板31安装在轴向稳压导向柱16的底端，且轴向稳压导向柱16的顶端穿过轴向稳压油缸底座14与轴向稳压连接板17连接；所述轴向稳压连接板17与上方的轴向省力轮单元的传力端连接；

所述侧向稳压液动组件包括侧向稳压油缸13-1、侧向稳压导向柱16-1、侧向稳压连接板17-1、侧向稳压承压板31-1、侧向稳压固定柱32-1；所述侧向稳压油缸13-1的侧向稳压油缸底座14-1通过侧向稳压固定柱32-1安装在加载机架10上；所述侧向稳压油缸13-1的侧向稳压活塞12-1向下伸出且连接在下方的侧向稳压承压板31-1上；所述侧向稳压承压板31-1安装在侧向稳压导向柱16-1的底端，且侧向稳压导向柱16-1的顶端穿过侧向稳压油缸底座14-1与侧向稳压连接板17-1连接；所述侧向稳压连接板17-1与上方的侧向省力轮单元的传力端连接。

第三组液压加载组件相对于第二组液压加载组件的结构，轴向稳压油缸13的安装方向相反。此时，轴向稳压油缸底座14通过轴向稳压固定柱32安装在加载机架10上；所述轴向稳压活塞12与下方的轴向稳压承压板31连接，且轴向稳压承压板31通过轴向稳压导向柱16与位于轴向稳压油缸底座14上方的轴向稳压连接板17连接。在轴向稳压负载平台24上放置轴向稳压砝码30或其他负载时，受到轴向稳压砝码30自重的作用，轴向稳压传动绳23将其作用力通过轴向省力轮单元放大后先作用至轴向稳压连接板17上，而轴向稳压连接板17通过轴向稳压导向柱16传递至轴向稳压承压板31，再推动轴向稳压活塞12，使轴向稳压油缸13的下部空间被压缩内腔的上部空间被压缩。此时，此时，轴向稳压油缸13内腔的上部空间为稳压加载出油腔。轴向稳压油缸13的稳压加载出油腔中油液通过油路压入轴向加载油缸7的稳压加载进油腔。另一方面，由于所述轴向加载油缸7的轴向加载活塞6向上设置，即轴向加载活塞6位于轴向加载油缸7内腔的上部，而轴向加载油缸7的轴向加载活塞6运动并通过试样夹持组件向试样施加使其压缩的轴向荷载，因此，轴向加载油缸7的稳压加载进油腔位于轴向加载油缸7内腔的下部。

同样情况，所述轴向稳压油缸13的稳压加载出油腔、所述轴向加载油缸7的稳压加载进油腔在油缸腔室中的位置并不是固定的。当需要对试样进行压缩流变试验时，只要负载重力作用于轴向稳压油缸13的轴向稳压活塞12时空间被压缩的腔室即为此结构中轴向稳压油缸13的稳压加载出油腔，且流入油液后会推动轴向加载油缸7的轴向加载活塞6向试样施加压缩荷载所对应的腔室即为此结构中轴向加载油缸7的稳压加载进油腔。

第三组液压加载组件相对于第二组液压加载组件的结构，侧向稳压油缸13-1的安装方向相反。此时，侧向稳压油缸底座14-1通过侧向稳压固定柱32-1安装在加载机架10上；所述侧向稳压活塞12-1与下方的侧向稳压承压板31-1连接，且侧向稳压承压板31-1通过侧向稳压导向柱16-1与位于侧向稳压油缸底座14-1上方的侧向稳压连接板17-1连接。在侧向稳压负载平台24-1上放置侧向稳压砝码30-1或其他负载时，受到侧向稳压砝码30-1自重的作用，侧向稳压传动绳23-1将其作用力通过侧向省力轮单元放大后先作用至侧向稳压连接板17-1上，而侧向稳压连接板17-1通过侧向稳压导向柱16-1传递至侧向稳压承压板31-1，再推动侧向稳压活塞12-1，使侧向稳压油缸13-1的下部空间被压缩内腔的上部空间被压缩。此时，此时，侧向稳压油缸13-1内腔的上部空间为稳压加载出油腔。侧向稳压油缸13-1的稳压加载出油腔中油液通过油路压入侧向加载油缸的稳压加载进油腔。侧向稳压油缸13-1的稳压加载出油腔中油液通过油路压入试样安装腔，从而向试样提供侧向荷载。

需要说明的是，实际情况中可以采用轴向稳压液动组件、侧向稳压液压组件可以分别采用三种液压加载组件结构中任意一种结构进行组合，无论采用三种液压加载组件结构中哪一种结构其技术构思都为由轴向稳压砝码30自身重力提供荷载，且提供的荷载通过液压传动的方式传递至试样。

本实施例还对省力轮单元的结构进行详细说明。本实施例中提供了两种典型的省力轮组件的结构。

第一种省力轮组件的结构是采用竖向设置的定滑轮-动滑轮组进行力传递，从而将负载重力形成的荷载通过省力轮组件放大后传递至稳压油缸，利用液压传递至试样，形成轴向和/或侧压稳压。

具体的：所述轴向省力轮单元包括上方的轴向稳压定位轮组20、下方的轴向稳压分力轮组19、安装在轴向稳压分力轮组19顶部的第一挂钩；一根轴向稳压传动绳23的一端连接在第一挂钩上、另一端绕过轴向稳压定位轮组20和轴向稳压分力轮组19后依次通过轴向稳压第一传动轮21、轴向稳压第二传动轮22连接在用于承托轴向稳压砝码30的轴向稳压负载平台24上；

所述侧向省力轮单元包括上方的侧向稳压定位轮组20-1、下方的侧向稳压分力轮组19-1、安装在侧向稳压分力轮组19-1顶部的第二挂钩；一根侧向稳压传动绳23-1的一端连接在第二挂钩上、另一端绕过侧向稳压定位轮组20-1和侧向稳压分力轮组19-1后依次通过侧向稳压第一传动轮21-1、侧向稳压第二传动轮22-1连接在用于承托侧向稳压砝码30-1的侧向稳压负载平台24-1上。

进一步地，所述轴向稳压定位轮组20主要由上方的轴向稳压定滑轮一、下方的轴向稳压定滑轮二以及将轴向稳压定滑轮一和轴向稳压定滑轮二连接成一体的第一省力轮连接板组成；所述轴向稳压分力轮组19主要由上方的轴向稳压动滑轮一、下方的轴向稳压动滑轮二以及将轴向稳压动滑轮一和轴向稳压动滑轮二连接成一体的第二省力轮连接板组成；所述第一挂钩安装在第二省力轮连接板靠近轴向稳压定位轮组20的一端；

所述侧向稳压定位轮组20-1主要由上方的侧向稳压定滑轮一20-11、下方的侧向稳压定滑轮二20-12以及将侧向稳压定滑轮一20-11和侧向稳压定滑轮二20-12连接成一体的第三省力轮连接板组成；所述侧向稳压分力轮组19-1主要由上方的侧向稳压动滑轮一19-11、下方的侧向稳压动滑轮二19-12以及将侧向稳压动滑轮一19-11和侧向稳压动滑轮二19-12连接成一体的第四省力轮连接板组成；所述第二挂钩安装在第四省力轮连接板靠近侧向稳压定位轮组20-1的一端。

第二种省力轮组件的结构是通过同轴但直径不同的两个滑轮组进行力传递，从而将负载重力形成的荷载通过省力轮组件放大后传递至稳压油缸，利用液压传递至试样，形成轴向和/或侧压稳压。

具体的：所述轴向省力轮单元包括轴向稳压轮轴及同轴安装在轴向稳压轮轴上的轴向稳压小轮、轴向稳压大轮，且轴向稳压小轮的直径小于轴向稳压大轮的直径；所述轴向省力轮单元安装在加载机架10上，一根轴向稳压传动绳23的固定端缠绕在轴向稳压小轮上且该轴向稳压传动绳23的自由端与下方的轴向稳压液动组件的活动端连接，另一根轴向稳压传动绳23的固定端缠绕在轴向稳压大轮上且该轴向稳压传动绳23的自由端依次通过轴向稳压第一传动轮21、轴向稳压第二传动轮22连接在用于承托轴向稳压砝码30的轴向稳压负载平台24上；

所述侧向省力轮单元包括侧向稳压轮轴及同轴安装在侧向稳压轮轴上的侧向稳压小轮、侧向稳压大轮，且侧向稳压小轮的直径小于侧向稳压大轮的直径；所述侧向省力轮单元安装在加载机架10上，一根侧向稳压传动绳23-1的固定端缠绕在侧向稳压小轮上且该侧向稳压传动绳23-1的自由端与下方的侧向稳压液动组件的活动端连接，另一根侧向稳压传动绳23-1的固定端缠绕在侧向稳压大轮上且该侧向稳压传动绳23-1的自由端依次通过侧向稳压第一传动轮21-1、侧向稳压第二传动轮22-1连接在用于承托侧向稳压砝码30-1的侧向稳压负载平台24-1上。

本实施例中为了进一步解决整体设备高度方向尺寸的问题，所述轴向稳压第一传动轮21固定安装在加载机架10上，能够调整与轴向稳压第一传动轮21中心距的轴向稳压第二传动轮22滑动限位安装在加载机架10上。通过调整轴向稳压第一传动轮21、轴向稳压第二传动轮22之间的中心距，减少轴向稳压传动绳23垂直方向的高度，从而可以压缩整体设备的高度设计值。

所述侧向稳压第一传动轮21-1固定安装在加载机架10上，能够调整与侧向稳压第一传动轮21-1中心距的侧向稳压第二传动轮22-1滑动限位安装在加载机架10上。同理，通过调整侧向稳压第一传动轮21-1、侧向稳压第二传动轮22-1之间的中心距，减少侧向稳压传动绳23-1垂直方向的高度，从而可以压缩整体设备的高度设计值。

本实施例中，液压站模块的作用就是提供油液调度。所述液压站模块包括总液压缸11-1以及设置有A阀11-2的A油路11-3、设置有B阀11-4的B油路11-5、设置有C阀11-6的C油路11-7、设置有D阀11-8的D油路11-9、设置有E阀11-10的E油路11-11、设置有F阀11-12的F油路11-13、设置有G阀11-14的G油路11-15、设置有H阀11-16的H油路11-17；所述A油路11-3、B油路11-5一进一出连接总液压缸11-1与轴向加载油缸7；所述C油路11-7连接轴向稳压油缸13的稳压加载出油腔和轴向加载油缸7的稳压加载进油腔；所述D油路11-9、E油路11-11一进一出连接总液压缸11-1与轴向稳压油缸13；所述F油路11-13、G油路11-15一进一出连接总液压缸11-1与侧向稳压油缸13-1；所述H油路11-17连接侧向稳压油缸13-1与试样安装腔。

当然，为了方便控制各个油路的通断，所述试验装置还包括与总液压缸11-1电信号连接并与设置在油路上的阀电信号连接的控制器。

本技术方案不仅解决了蠕变试验过程中如何施加高吨位轴向荷载和高应力的侧向应力，而且确保了在温度、应力和渗流等复杂耦合条件下的加载条件随时间延长长期恒定难题，填补了目前多因素耦合下岩石(体)长期力学行为测试有效性的空白。本技术方案其突出特点是不仅考虑了如何确保加载过程中施加小吨位或小应力到大吨位或大应力条件的连续，而且解决了如何保持长期加载下的加载条件稳定性，使测量更加便捷，测量结果更加可靠。

进一步地，所述三轴压缩流变试验系统还包括与试样夹持组件连接的用于营造高温温度场的加热装置25；所述加热装置25安装在压力腔外壳5-1的外围壁面。加热装置可以采用电阻丝等加热元件。

更进一步地，所述三轴压缩流变试验系统还包括与试样夹持组件连接的用于开展渗流介质透出测控的渗流装置；所述渗流装置包括穿过压力腔底座5-2、下部传力柱3-2将水引进试样安装腔的渗流进水管26-1以及穿过上部传力柱3-1将水引出试样安装腔的渗流出水管26-2；所述渗流进水管26-1、渗流出水管26-2同时与渗流渗流测量和控制模块连接。

如图19所示，三轴压缩流变试验系统设置的加载机构可向岩石试样4提供高应力场；设置的加热装置25可向岩石试样4提供高温温度场；设置的渗流装置可向岩石试样4提供渗流测试环境。同时设置加载机构、加热装置25、渗流装置的三轴压缩流变试验系统，可以模拟围岩在深埋高温、高应力与高渗流压力“三高”复杂耦合的强湿热环境，确保岩石流变试验的结果更接近岩体实际数据。

实施例2：

本实施例提出了模拟深地复杂条件的长历时高精度流变试验系统，该流变试验系统为单轴压缩流变试验系统。如图5-图7所述，所述单轴压缩流变试验系统相对于实施例1公开的三轴压缩流变试验系统，少了提供侧向加载、侧向稳载的侧向加载组件。

所述单轴压缩流变试验系统包括相互连接的试样安装组件、加载机构以及分别与试样安装组件、加载机构连接进行供液的液压站模块；

所述试样安装组件包括安装机架1和从上到下依次安装在安装机架1中的载荷传感器2、试样夹持组件、轴向加载油缸7；所述试样夹持组件设置有用于夹持岩石试样4的试样安装腔，且所述试样夹持组件的顶部通过载荷传感器2安装在安装机架1上，所述试样夹持组件的底部与轴向加载油缸7的轴向加载活塞6连接；

所述加载机构包括与轴向加载油缸7液压连接的轴向加载组件；

所述轴向加载组件包括轴向省力轮单元、轴向稳压第一传动轮21、轴向稳压第二传动轮22、轴向稳压传动绳23、轴向稳压液动组件、轴向稳压负载平台24、轴向稳压砝码30；所述轴向稳压液动组件的固定端安装在加载机架10上，轴向稳压液动组件的活动端与轴向省力轮单元的传力端连接；所述轴向稳压传动绳23一端缠绕在轴向省力轮单元上、另一端依次通过轴向稳压第一传动轮21、轴向稳压第二传动轮22连接在用于承托轴向稳压砝码30的轴向稳压负载平台24上；

所述液压站模块包括总液压缸11-1，总液压缸11-1各通过一组油路与轴向加载油缸7、轴向稳压油缸13液压连接；能够与轴向加载油缸7内腔连通的轴向稳压油缸13还通过一根油路与轴向加载油缸7液压连接，轴向加载油缸7的稳压出油口位于轴向加载油缸7的稳压加载出油腔，且轴向加载油缸7的稳压进油口位于轴向加载油缸7的稳压加载进油腔。

进一步地，所述试样夹持组件包括共同形成一个试样安装腔的上部传力柱3-1、下部传力柱3-2、压力腔外壳5-1、压力腔底座5-2；所述上部传力柱3-1的顶端通过载荷传感器2安装在安装机架1上，且所述上部传力柱3-1的底端伸入压力腔外壳5-1与压力腔外壳5-1滑动连接；所述下部传力柱3-2安装在压力腔底座5-2的顶面，且所述压力腔底座5-2的底面与轴向加载油缸7的轴向加载活塞6连接；所述压力腔外壳5-1、压力腔底座5-2可拆卸连接。

而更进一步地，本实施例中提供了三种典型的轴向稳压液动组件结构。

第一种轴向稳压液动组件结构：如图5所示，所述轴向稳压液动组件包括轴向稳压油缸13，所述轴向稳压油缸13的轴向稳压油缸底座14直接安装在加载机架10上；所述轴向稳压油缸13的轴向稳压活塞12向上伸出且与轴向省力轮单元的传力端连接。

第二种轴向稳压液动组件结构：如图6所示，所述轴向稳压液动组件包括轴向稳压油缸13、轴向稳压导向柱16、轴向稳压连接板17、轴向稳压承压板31、轴向稳压固定柱32；所述轴向稳压承压板31通过轴向稳压固定柱32安装在加载机架10上；所述轴向稳压油缸13的轴向稳压油缸底座14安装在轴向稳压导向柱16的底端，且轴向稳压导向柱16的顶端穿过轴向稳压承压板31与轴向稳压连接板17连接；所述轴向稳压油缸13的轴向稳压活塞12向上伸出且连接在上方的轴向稳压承压板31上；所述轴向稳压连接板17与上方的轴向省力轮单元的传力端连接。

第三种轴向稳压液动组件结构：如图7所示，所述轴向稳压液动组件包括轴向稳压油缸13、轴向稳压导向柱16、轴向稳压连接板17、轴向稳压承压板31、轴向稳压固定柱32；所述轴向稳压油缸13的轴向稳压油缸底座14通过轴向稳压固定柱32安装在加载机架10上；所述轴向稳压油缸13的轴向稳压活塞12向下伸出且连接在下方的轴向稳压承压板31上；所述轴向稳压承压板31安装在轴向稳压导向柱16的底端，且轴向稳压导向柱16的顶端穿过轴向稳压油缸底座14与轴向稳压连接板17连接；所述轴向稳压连接板17与上方的轴向省力轮单元的传力端连接。

本实施例中，液压站模块的作用就是提供油液调度。所述液压站模块包括总液压缸11-1以及设置有A阀11-2的A油路11-3、设置有B阀11-4的B油路11-5、设置有C阀11-6的C油路11-7、设置有D阀11-8的D油路11-9、设置有E阀11-10的E油路11-11、设置有F阀11-12的F油路11-13、设置有G阀11-14的G油路11-15、设置有H阀11-16的H油路11-17；所述A油路11-3、B油路11-5一进一出连接总液压缸11-1与轴向加载油缸7；所述C油路11-7连接轴向稳压油缸13的稳压加载出油腔和轴向加载油缸7的稳压加载进油腔；所述D油路11-9、E油路11-11一进一出连接总液压缸11-1与轴向稳压油缸13。

当然，为了方便控制各个油路的通断，所述试验装置还包括与总液压缸11-1电信号连接并与设置在油路上的阀电信号连接的控制器。

再者，本实施例中省力轮单元的结构与实施例1中公开的省力轮单元的结构二者技术方案相同，故不再赘述。本实施例的其他部分与上述实施例均相同，故不再赘述。

如图19所示，三轴压缩流变试验系统设置的加载机构可向岩石试样4提供高应力场；设置的加热装置25可向岩石试样4提供高温温度场；设置的渗流装置可向岩石试样4提供渗流测试环境。同时设置加载机构、加热装置25、渗流装置的三轴压缩流变试验系统，可以模拟围岩在深埋高温、高应力与高渗流压力“三高”复杂耦合的强湿热环境，确保岩石流变试验的结果更接近岩体实际数据。

实施例3：

本实施例提出了模拟深地复杂条件的长历时高精度流变试验系统，该流变试验系统为单轴拉伸流变试验系统。如图8-图10所示，所述单轴拉伸流变试验系统相对于实施例1公开的三轴压缩流变试验系统，少了提供侧向加载、侧向稳载的侧向加载组件，同时试样安装组件对试样提供的不是压缩方向作用力而是拉伸方向作用力。

所述单轴拉伸流变试验系统包括相互连接的试样安装组件、加载机构以及分别与试样安装组件、加载机构连接进行供液的液压站模块；

所述试样安装组件包括安装机架1和从上到下依次安装在安装机架1中的载荷传感器2、试样夹持组件、轴向加载油缸7；所述试样夹持组件设置有用于夹持岩石试样4的试样安装腔，且所述试样夹持组件的顶部通过载荷传感器2安装在安装机架1上，所述试样夹持组件的底部与轴向加载油缸7的轴向加载活塞6连接；

所述加载机构包括与轴向加载油缸7液压连接的轴向加载组件；

所述轴向加载组件包括轴向省力轮单元、轴向稳压第一传动轮21、轴向稳压第二传动轮22、轴向稳压传动绳23、轴向稳压液动组件、轴向稳压负载平台24、轴向稳压砝码30；所述轴向稳压液动组件的固定端安装在加载机架10上，轴向稳压液动组件的活动端与轴向省力轮单元的传力端连接；所述轴向稳压传动绳23一端缠绕在轴向省力轮单元上、另一端依次通过轴向稳压第一传动轮21、轴向稳压第二传动轮22连接在用于承托轴向稳压砝码30的轴向稳压负载平台24上；

所述液压站模块包括总液压缸11-1，总液压缸11-1各通过一组油路与轴向加载油缸7、轴向稳压油缸13液压连接；能够与轴向加载油缸7内腔连通的轴向稳压油缸13还通过一根油路与轴向加载油缸7液压连接，轴向加载油缸7的稳压出油口位于轴向加载油缸7的稳压加载出油腔，且轴向加载油缸7的稳压进油口位于轴向加载油缸7的稳压加载进油腔。

进一步地，所述试样夹持组件包括共同形成一个试样安装腔的上夹持座8-1、下夹持座8-2；所述上夹持座8-1的顶端通过载荷传感器2安装在安装机架1上；所述下夹持座8-2的底面与轴向加载油缸7的轴向加载活塞6连接。

而更进一步地，本实施例中提供了三种典型的轴向稳压液动组件结构。

第一种轴向稳压液动组件结构：如图8所示，所述轴向稳压液动组件包括轴向稳压油缸13，所述轴向稳压油缸13的轴向稳压油缸底座14直接安装在加载机架10上；所述轴向稳压油缸13的轴向稳压活塞12向上伸出且与轴向省力轮单元的传力端连接。

第二种轴向稳压液动组件结构：如图9所示，所述轴向稳压液动组件包括轴向稳压油缸13、轴向稳压导向柱16、轴向稳压连接板17、轴向稳压承压板31、轴向稳压固定柱32；所述轴向稳压承压板31通过轴向稳压固定柱32安装在加载机架10上；所述轴向稳压油缸13的轴向稳压油缸底座14安装在轴向稳压导向柱16的底端，且轴向稳压导向柱16的顶端穿过轴向稳压承压板31与轴向稳压连接板17连接；所述轴向稳压油缸13的轴向稳压活塞12向上伸出且连接在上方的轴向稳压承压板31上；所述轴向稳压连接板17与上方的轴向省力轮单元的传力端连接。

第三种轴向稳压液动组件结构：如图10所示，所述轴向稳压液动组件包括轴向稳压油缸13、轴向稳压导向柱16、轴向稳压连接板17、轴向稳压承压板31、轴向稳压固定柱32；所述轴向稳压油缸13的轴向稳压油缸底座14通过轴向稳压固定柱32安装在加载机架10上；所述轴向稳压油缸13的轴向稳压活塞12向下伸出且连接在下方的轴向稳压承压板31上；所述轴向稳压承压板31安装在轴向稳压导向柱16的底端，且轴向稳压导向柱16的顶端穿过轴向稳压油缸底座14与轴向稳压连接板17连接；所述轴向稳压连接板17与上方的轴向省力轮单元的传力端连接。

本实施例中，液压站模块的作用就是提供油液调度。所述液压站模块包括总液压缸11-1以及设置有A阀11-2的A油路11-3、设置有B阀11-4的B油路11-5、设置有C阀11-6的C油路11-7、设置有D阀11-8的D油路11-9、设置有E阀11-10的E油路11-11、设置有F阀11-12的F油路11-13、设置有G阀11-14的G油路11-15、设置有H阀11-16的H油路11-17；所述A油路11-3、B油路11-5一进一出连接总液压缸11-1与轴向加载油缸7；所述C油路11-7连接轴向稳压油缸13的稳压加载出油腔和轴向加载油缸7的稳压加载进油腔；所述D油路11-9、E油路11-11一进一出连接总液压缸11-1与轴向稳压油缸13。

当然，为了方便控制各个油路的通断，所述试验装置还包括与总液压缸11-1电信号连接并与设置在油路上的阀电信号连接的控制器。

再者，本实施例中省力轮单元的结构与实施例1中公开的省力轮单元的结构二者技术方案相同，故不再赘述。本实施例的其他部分与上述实施例均相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在实施例1-实施例3任一项的基础上，对省力轮单元结构进行具体说明。针对三轴压缩流变试验系统，其轴向省力轮单元和侧向省力轮单元均为省力轮单元，轴向省力轮单元和侧向省力轮单元的结构可以一致，也可以不一致。

如图14所示，以侧向省力轮单元为例说明一种具体的省力轮单元的结构。所述侧向稳压定位轮组20-1主要由上方的侧向稳压定滑轮一20-11、下方的侧向稳压定滑轮二20-12以及将侧向稳压定滑轮一20-11和侧向稳压定滑轮二20-12连接成一体的第三省力轮连接板组成；所述侧向稳压分力轮组19-1主要由上方的侧向稳压动滑轮一19-11、下方的侧向稳压动滑轮二19-12以及将侧向稳压动滑轮一19-11和侧向稳压动滑轮二19-12连接成一体的第四省力轮连接板组成；所述第二挂钩安装在第四省力轮连接板靠近侧向稳压定位轮组20-1的一端。进行受力分析，当砝码等负载施加的载荷为垂直方向的F1，如图15所示，此时F1=1/5F2。但受到空间约束，通常砝码等负载施加的载荷是倾斜方向的F1，如图16所示，此时其竖直方向的分力Fy=1/5F2=F1*sinθ，依然属于省力操作。而且，可以大大减少整个设备的设计高度。

第二种省力轮组件的结构如图17所示，是通过同轴但直径不同的两个滑轮组进行力传递，从而将负载重力形成的荷载通过省力轮组件放大后传递至稳压油缸，利用液压传递至试样，形成轴向和/或侧压稳压。

具体的：所述轴向省力轮单元包括轴向稳压轮轴及同轴安装在轴向稳压轮轴上的轴向稳压小轮、轴向稳压大轮，且轴向稳压小轮的直径小于轴向稳压大轮的直径；所述轴向省力轮单元安装在加载机架10上，一根轴向稳压传动绳23的固定端缠绕在轴向稳压小轮上且该轴向稳压传动绳23的自由端与下方的轴向稳压液动组件的活动端连接，另一根轴向稳压传动绳23的固定端缠绕在轴向稳压大轮上且该轴向稳压传动绳23的自由端依次通过轴向稳压第一传动轮21、轴向稳压第二传动轮22连接在用于承托轴向稳压砝码30的轴向稳压负载平台24上；

所述侧向省力轮单元包括侧向稳压轮轴及同轴安装在侧向稳压轮轴上的侧向稳压小轮、侧向稳压大轮，且侧向稳压小轮的直径小于侧向稳压大轮的直径；所述侧向省力轮单元安装在加载机架10上，一根侧向稳压传动绳23-1的固定端缠绕在侧向稳压小轮上且该侧向稳压传动绳23-1的自由端与下方的侧向稳压液动组件的活动端连接，另一根侧向稳压传动绳23-1的固定端缠绕在侧向稳压大轮上且该侧向稳压传动绳23-1的自由端依次通过侧向稳压第一传动轮21-1、侧向稳压第二传动轮22-1连接在用于承托侧向稳压砝码30-1的侧向稳压负载平台24-1上。

更进一步地，侧向稳压第一传动轮21-1和侧向稳压第一传动轮22-1为两个传动轮组件，同样轴向稳压第一传动轮21和轴向稳压第一传动轮22也为两个传动轮组件。如图18所示，两个传动轮组件中后侧的传动轮相对于前侧的传动轮位置可调，减少负载拖取的传动绳的长度，从而进一步控制试验机的总高，以适用于层高不高的实验室等应用场景。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。