日本鹭宫制作所 EDH250-10 岩石三轴压缩试验机

—— ±1000kN 大载荷刚性框架与 20MPa 围压・背压控制

1  产品概述

EDH250-10 岩石三轴压缩试验机是日本鹭宫制作所（SAGINOMIYA SEISAKUSHO）EDH 土质・岩石试验机系列的主力机型。鹭宫制作所是拥有 80 余年历史的试验装置制造商，其动态伺服试验技术覆盖材料、土木・建筑、航空・铁道等广泛领域；EDH 系列面向土质与岩石力学试验，其中 EDH250-10 以大载荷、高压围压与高刚性框架著称，可在三轴应力状态下通过实验求得岩石的应力-应变关系。

该机最大轴荷重达 ±1000kN，最大侧压力与背压力均为 20MPa，能够模拟地下岩体原位三向地应力状态，同步完成三轴剪切破坏、渗透特性与孔隙水压耦合测试，广泛用于隧道、矿山、水利、地热及油气储层等岩石力学参数测定。

2  工作原理与系统构成

2.1  三轴压缩试验原理

三轴压缩试验将圆柱形岩石试样置于压力室内，先通过侧压系统对试样四周施加均布围压σ2＝σ3，模拟岩体在地下所承受的侧向地应力；随后沿试样轴线施加偏应力，使轴向应力 σ1 大于围压，试样在三向应力状态下发生剪切破坏。试验全程记录轴向载荷、变形与孔隙水压，可得到完整的应力-应变关系、强度参数与变形参数，是岩土工程中最常用的岩石力学试验方法之一。

2.2  高刚性加载系统

EDH250-10 采用 ±1000kN 大载荷刚性框架，最大轴行程 ±60mm，载荷速度 0.01〜4mm/min 连续可调，既可用于常规三轴压缩的恒速加载，也支持多级围压逐级加载、蠕变与应力松弛等长时间稳定试验，配合全数字控制系统可绘制全应力-应变全过程曲线。

2.3  围压・背压与渗流控制

试验机最大侧压力与最大背压力均为 20MPa，侧压机排除容积 88cm³，可实现围压与孔隙水压的联动控制：在测定岩体渗透率、渗透系数与孔隙水压演化规律的同时，评价裂隙岩体的透水与突水风险，满足岩石力学-渗流耦合试验需求。整个 EDH 系列试验系统由加载框架、液压动力单元、压力室与控制单元等组成。

3  型号规格与选型

3.1  EDH250-10 主要技术规格

3.2  EDH 系列机型对照

3.3  可执行试验项目与测定指标

4  应用场景

4.1  岩土工程基建

山岭隧道、边坡基坑、水利大坝与地下管廊等工程的围岩稳定性分析，需要岩体在三向应力状态下的强度与变形参数。EDH250-10 以 ±1000kN 大载荷与 20MPa 围压覆盖深部岩体条件，为设计提供抗压强度、弹性模量、泊松比及抗剪强度等基础参数。

4.2  能源资源开发

矿山巷道支护、地热储层与油气井围岩评价中，岩石的力学-渗流耦合特性直接影响井壁稳定与储层改造方案。该机可在模拟地应力与孔隙水压条件下测定渗透率、孔隙水压演化及三轴强度，并可通过配套气体压式高温高压机型拓展至深部高温热液环境（约 1200℃、200MPa）的三轴变形与透水试验。

4.3  高校科研与建材检测

岩石断裂力学、多场耦合损伤与流变蠕变机理研究，以及高强度混凝土、注浆加固岩体等脆性材料的三轴抗压抗剪检测，均可依托该试验机完成；全数字控制与多通道数据采集支持科研与检测中高重复性的试验要求。

5  使用与扩展

5.1  试验流程要点

制样与安装：按标准加工圆柱试样并测量尺寸，装入压力室，安装密封与上下压头。

饱和与固结：对试样施加围压至设定值，视需要通入流体进行饱和，稳定孔隙水压。

加载与记录：以设定载荷速度施加轴向偏应力，同步记录载荷、位移与孔隙水压，直至试样破坏；蠕变、松弛类试验按设定时间保持应力或应变。

数据处理：由应力-应变数据计算强度与变形参数，多级围压试验绘制莫尔强度包线。

5.2  高温高压热液环境扩展

需要模拟深部地层高温热液服役环境时，可选用 EDH250-20 气体压式高温高压变形透水试验机：以惰性气体为压力介质，可在约 1200℃、200MPa 条件下再现地下深部高温・高压・热水环境，实现岩石三轴变形试验与透水试验的耦合开展，最大容积变化速度 3.14cm³/s。

6  结语

鹭宫制作所 EDH250-10 岩石三轴压缩试验机以 ±1000kN 大载荷刚性框架、20MPa 围压与背压控制为核心，配合 0.01〜4mm/min 的宽域载荷速度，可在三轴应力状态下完整解明岩石的应力-应变全过程；从常规三轴压缩、流变试验到渗流耦合与高温高压扩展，为岩土工程、能源开发与岩石力学研究提供了高载荷、高围压、可扩展的试验平台。