[發(fā)明專(zhuān)利]一種巖土細(xì)觀力學(xué)試驗(yàn)的三軸可調(diào)顯微觀測(cè)系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910036622.9
• 申請(qǐng)日: 2009-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101464450A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周翠英;張磊;朱鳳賢;黃煒;劉動(dòng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N33/24
• 分類(lèi)號(hào): G01N33/24;G01N3/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖土工程試驗(yàn)儀器領(lǐng)域，特別涉及在巖土細(xì)觀力學(xué)試 驗(yàn)中的三軸可調(diào)顯微觀測(cè)系統(tǒng)。

技術(shù)背景

巖土遇水軟化現(xiàn)象普遍存在于國(guó)內(nèi)外諸多重大工程中，是造成邊 坡、基坑、隧道等產(chǎn)生變形破壞或安全隱患的關(guān)鍵之所在。具體來(lái)說(shuō)， 由于水-力對(duì)巖土的耦合作用使得巖土體內(nèi)部礦物顆粒連接被削弱， 加上巖土體中粘土礦物膨脹的不均勻性，共同導(dǎo)致了巖土體內(nèi)部與表 面微裂紋的產(chǎn)生，；隨著水與巖土體相互作用的加劇，巖土體中微裂 紋不斷擴(kuò)展、匯合，巖土體宏觀強(qiáng)度也在不斷降低，最終由于宏觀裂 隙的貫通導(dǎo)致軟巖的破壞。

由此可見(jiàn)，巖土體表面微裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展及連通的過(guò)程也正對(duì) 應(yīng)著巖土體軟化的過(guò)程，所以，可以通過(guò)開(kāi)展巖土軟化細(xì)觀力學(xué)試驗(yàn)， 來(lái)全程跟蹤水-巖相互作用下巖土表面裂隙和裂紋的產(chǎn)生和發(fā)展，最 終揭示巖土內(nèi)部損傷的演化規(guī)律。目前，研究巖土體的細(xì)觀力學(xué)試驗(yàn) 儀器中壓力室以立式為主，這就要求光學(xué)顯微觀測(cè)系統(tǒng)顯微鏡鏡頭軸 向應(yīng)處于水平方向。因此，設(shè)計(jì)一套顯微鏡鏡頭軸向處于水平方向的 簡(jiǎn)單，高效并易于操作的三軸可調(diào)顯微觀測(cè)系統(tǒng)成為開(kāi)展巖土軟化細(xì) 觀力學(xué)試驗(yàn)的必然要求，具有十分重要的科學(xué)意義與廣闊的應(yīng)用前 景。

但是目前顯微鏡主要用于垂向觀察，現(xiàn)有一般顯微鏡支架也以滿(mǎn) 足垂向觀察要求為主；特制的為觀察大型樣品的顯微鏡萬(wàn)能支架有的 也只用于垂向觀察，個(gè)別可進(jìn)行一定角度的調(diào)節(jié)，但是對(duì)于滿(mǎn)足水平 向觀察并方便的進(jìn)行三軸細(xì)調(diào)的顯微鏡支架當(dāng)前并沒(méi)有很好的解決 方案。本發(fā)明就是以滿(mǎn)足顯微鏡三軸細(xì)調(diào)為目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的巖石三軸和土三軸加載系統(tǒng)，提供 一種能在水與巖土體耦合作用過(guò)程中進(jìn)行細(xì)觀觀察的三軸可調(diào)顯微 觀測(cè)系統(tǒng)。

為達(dá)到本發(fā)明的目的，采用的技術(shù)方案如下：

基于巖石三軸和土三軸加載系統(tǒng)的三軸可調(diào)顯微觀測(cè)系統(tǒng)，包括 一臺(tái)顯微鏡，一套顯微鏡所用的萬(wàn)能支架。

與顯微鏡配套的萬(wàn)能支架由以下幾部分組成：

1.支座

支架的底座為鑄鐵塊，其自身質(zhì)量保證顯微鏡安放到支架上之后 能夠穩(wěn)定的工作。

2.豎向位移調(diào)節(jié)系統(tǒng)

豎向調(diào)節(jié)系統(tǒng)由兩部分組成，一為粗調(diào)系統(tǒng)，由豎向支桿和豎向 移動(dòng)固定環(huán)組成，使用時(shí)，將豎向移動(dòng)固定環(huán)固定到需要的位置，上 面放上豎向橫向連接器，即可以使顯微鏡放到我們想要安放的大體豎 向高度；另一部分為細(xì)調(diào)系統(tǒng)，由相互嵌合的兩塊鑄鐵塊組成，其中 一塊鑄鐵塊上的螺紋與另一塊鑄鐵塊上旋鈕上的螺紋相互符合，當(dāng)旋 轉(zhuǎn)旋鈕時(shí)，可移動(dòng)的鑄鐵塊即可沿固定的鑄鐵塊表面上下移動(dòng)。

3.橫向位移調(diào)節(jié)系統(tǒng)

橫調(diào)節(jié)系統(tǒng)也由兩部分組成，一為粗調(diào)系統(tǒng)，由豎向橫向連接器 和橫向支桿組成，豎向橫向連接器中的橫向孔內(nèi)有一圈小鋼珠，這樣 橫向支桿可以手動(dòng)靈活的橫向移動(dòng)；另一部分為細(xì)調(diào)系統(tǒng)，由固定橫 桿和套在固定橫桿上的移動(dòng)塊體組成，當(dāng)移動(dòng)塊體上的旋鈕旋轉(zhuǎn)時(shí)， 移動(dòng)塊體可沿著固定橫桿的軸向移動(dòng)；固定橫桿與豎向位移細(xì)調(diào)系統(tǒng) 中的移動(dòng)鑄鐵塊固定在一起。

4.顯微鏡鏡頭軸向調(diào)焦系統(tǒng)

顯微鏡鏡頭軸向調(diào)焦系統(tǒng)的支撐桿固定在橫向位移細(xì)調(diào)系統(tǒng)的 移動(dòng)塊體上，顯微鏡本身的調(diào)節(jié)系統(tǒng)套在支撐桿上，當(dāng)顯微鏡本身的 調(diào)焦旋鈕旋轉(zhuǎn)時(shí)，顯微鏡可以沿著顯微鏡鏡頭軸向移動(dòng)。

由于豎向調(diào)節(jié)系統(tǒng)，橫向調(diào)節(jié)系統(tǒng)，顯微鏡鏡頭軸向調(diào)焦系統(tǒng)的 調(diào)節(jié)方向互為90度角，所以本支持系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)顯微鏡觀察的三軸 可調(diào)。

本發(fā)明在巖土軟化細(xì)觀力學(xué)試驗(yàn)中的應(yīng)用：

1.根據(jù)巖石三軸或土三軸加載系統(tǒng)的位置及壓力室內(nèi)巖樣的高 度，初步安裝好三軸可調(diào)顯微觀測(cè)系統(tǒng)。

2、啟動(dòng)巖石三軸或土三軸加載系統(tǒng)，巖土試件開(kāi)始受到水-力共 同作用，調(diào)節(jié)橫向位移粗調(diào)系統(tǒng)，豎向位移粗調(diào)系統(tǒng)和顯微鏡鏡頭軸 向調(diào)焦系統(tǒng)，對(duì)試上表面各部分進(jìn)行顯微放大監(jiān)測(cè)，找到要觀察的巖 土表面裂紋。

3、根據(jù)巖土表面裂紋的發(fā)展，調(diào)節(jié)橫向位移細(xì)調(diào)系統(tǒng)旋鈕和豎 向位移細(xì)調(diào)系統(tǒng)旋鈕，跟蹤裂紋的發(fā)展。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為：

1)能夠?qū)崿F(xiàn)顯微鏡觀察的三軸可調(diào)，為巖土軟化細(xì)觀力學(xué)試驗(yàn) 提供了有效的裂紋觀察工具。

2)操作簡(jiǎn)單，方便，易于掌握。

3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠，便于維護(hù)。

附圖說(shuō)明