[發明專利]一種巖石力學試驗的多功能壓力室

無效

• 申請號: 200910036623.3
• 申請日: 2009-01-13
• 公開（公告）號: CN101464451A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 周翠英;劉動;黃煒;朱鳳賢;張磊
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于巖石力學試驗儀器領域，特別涉及一種巖石力學試驗的多功能壓力室，適用于需用水提供圍壓或需用不與巖石作用的液體提供圍壓的巖石單軸或三軸試驗中，可對試件進行邊浸泡邊加載邊觀測。

技術背景

建筑、交通、水利等土木工程領域常涉及巖石與水的相互作用問題。一些巖體在天然狀態下力學性能良好，但遇水后其力學性質往往發生改變。巖石與水相互作用時，在圍壓的作用下，其表面會產生微裂紋，隨著水巖的不斷作用，微裂紋不斷擴展、延伸、匯合，巖石的強度也就不斷的降低，最終由于裂隙的貫通而導致巖石的破壞。由此可見，在水巖相互作用下，微裂紋的擴展、延伸、匯合過程就對應著巖石的破壞過程，所以通過開展水巖作用下的巖石力學試驗，對巖石試件在浸泡的同時邊加載邊觀測是十分必要的。開展這樣的巖石力學試驗必然需要一種壓力室裝置來放置試件，可以在試件與水相互作用的條件下提供圍壓，可以提供觀測窗口在加載的條件下對試件進行觀測。

現有的研究水巖相互作用的力學試驗裝置中，壓力室可以用水提供圍壓，可以對試件進行邊加載邊觀測，但其主要不足包括：現有壓力室可以在承壓缸體側面開窗觀測，但透明窗的材料能夠承受的圍壓較小，有時不能夠滿足力學試驗的要求?，F有的壓力室取放試件時需要將透明窗和承壓缸體進行分離，十分不便。并且開展巖石力學試驗，有時需要巖石和水相互作用的環境，而有時則希望提供圍壓的液體是不與巖石作用的其它液體，得到另外的巖石力學參數。但現有的壓力室只能夠用一種液體提供圍壓，不能滿足一般巖石力學試驗的多種需要。

因此，發明一種巖石力學試驗的多功能壓力室，可以用水提供圍壓，也可以用其它不與巖石作用的液體提供圍壓，能夠承受巖石力學試驗所需的較大圍壓，并能使試件在浸泡的同時對試件進行邊加載邊觀測，具有十分廣闊的應用前景。

發明內容

本發明的目的是針對目前巖石力學試驗的多種需要，提出了一種巖石力學試驗的多功能壓力室，它可在用水或其它不與巖石作用的液體提供圍壓的方式下使試件在浸泡的同時對試件進行邊加載邊觀測。

為了達到上述目的，本發明提供了一種巖石力學試驗的多功能壓力室，它由固定螺栓、承壓缸體、密封窗、透明窗口、底座、水循環系統、不與巖石作用的其它液體循環系統組成。承壓缸體一側開有透明窗口用于顯微觀測，透明窗口外有密封窗固定在外，起到加固的作用，使透明窗口能夠承受巖石力學試驗所需要的較大的圍壓。底座側面有四個窗口，分別是水循環系統、不與巖石作用的其它液體循環系統的進出口，保證本多功能壓力室可以用水也可用其它不與巖石相互作用的液體提供圍壓，滿足巖石力學試驗的多方面需要。通過固定螺栓可將承壓缸體和底座固定。承壓缸體和底座可以自由分離，試件不再需要從側面透明窗口處取放，可從軸向取放，使透明窗口和承壓缸體真正成為一個整體，承壓缸體能夠承受較大的圍壓。

本發明在巖石力學試驗中的應用：

1、打開頂端的固定螺栓，將承壓缸體取下，把巖石試驗放于底座上，夾好，將承壓缸體放回，重新固定螺栓。

2、將本發明置于巖石力學試驗的加載試驗臺上。

3、選擇需要提供圍壓的液體，利用伺服系統將液體注入，并控制圍壓的大小。

4、不同大小的圍壓、不同液體提供圍壓及不同荷載共同作用下，巖石試件的破壞過程破壞方式也會有所不同。本裝置的目的就是為了巖石力學試驗提供一種可在用水或其它不與巖石作用的液體提供圍壓的方式下使試件在浸泡的同時對試件進行邊加載邊觀測的多功能壓力室。

本發明的優點：

(1)結構簡單，成本低廉；

(2)壓力室的安裝十分容易；

(3)透明窗口外有密封窗加固，能承受巖石力學試驗要求的較大的圍壓；

(4)可以提供巖石試件表面的裂紋擴展過程的多方位觀測；

(5)具有同步工作的能力，使試件在浸泡的同時可以邊加載邊觀測；

(6)多用途，不僅可以選擇用水提供圍壓，提供水與巖石相互作用的環境，而且可以選擇使用不與巖石作用的其它液體提供圍壓，滿足多種需要；

(7)試件可軸向取放，使透明窗口和承壓缸體結合成整體，可以承受較大的圍壓。

附圖說明

圖1是壓力室的空間結構圖及中間橫切圖

其中：1——固定螺栓

??????2——承壓缸體

??????3——密封窗

??????4——透明窗口

??????5——底座

??????6——水循環系統