[發(fā)明專利]一種用于巖土流變試驗(yàn)的壓力室

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210091067.1
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102621006A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何滿潮;趙健;王炯
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18;G01N3/02
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 馮志云;呂俊清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于巖土流變試驗(yàn)的壓力室。

背景技術(shù)

巖土流變特性主要包括蠕變特性與力松弛特性，研究巖土流變特性，對于巖土工程質(zhì)量控制、安全運(yùn)行和軟巖支護(hù)以及巖土力學(xué)研究十分重要，特別是對深部巖土工程和巖土力學(xué)更為重要。對巖土流變特性的研究主要集中在研究巖土破壞機(jī)理，以促進(jìn)對于巖土工程質(zhì)量控制、安全運(yùn)行和軟巖支護(hù)水平的提高。目前，對巖土流變的試驗(yàn)主要采用三軸流變儀，該流變儀可對巖土的徑向與軸向施加壓力，但是徑向壓力與軸向壓力之間相互干涉，因此軸向壓力與徑向壓力不能獨(dú)立。在巖土實(shí)際破壞過程中，巖土張拉及剪向應(yīng)力是巖土破壞的主要原因，巖土張拉過程中，軸向受力小于徑向受力，而現(xiàn)在的三軸流變儀只能實(shí)現(xiàn)巖土試件的軸向受力大于徑向受力，因?yàn)橛脗鹘y(tǒng)三軸流變儀做三軸試驗(yàn)時(shí)，整個(gè)試件承受壓力室內(nèi)部的工作油壓力(習(xí)慣稱之為靜水壓-《阿基米德定律》)，試件軸向壓力除了軸向加載系統(tǒng)施加的壓力外還包括壓力室內(nèi)部壓力，當(dāng)軸向加載系統(tǒng)壓力為零時(shí)，試件軸向仍承受壓力室內(nèi)部的工作油壓力，無法實(shí)現(xiàn)試件的徑向壓力大于軸向壓力，因此無法模擬巖土張拉時(shí)承受的應(yīng)力場，這就使得巖土流變試驗(yàn)結(jié)果的參考價(jià)值大打折扣。

另外，巖土蠕變試驗(yàn)每組試驗(yàn)至少需要5個(gè)試件，每個(gè)試件試驗(yàn)少則幾十個(gè)小時(shí)，多則數(shù)百甚至上千個(gè)小時(shí)，一組試驗(yàn)做完往往需要數(shù)月，不僅延誤工程需要數(shù)據(jù)的取得，而且消耗相當(dāng)大的人力和財(cái)力。使用多套試驗(yàn)設(shè)備同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，雖然可以降低試驗(yàn)完成的周期，但每套試驗(yàn)設(shè)備都需要配備供油系統(tǒng)、動力系統(tǒng)及試驗(yàn)臺，這些都需要很高的制造成本，從而大大提高了巖土流變試驗(yàn)的成本，且極大地浪費(fèi)能源，既不經(jīng)濟(jì)也不環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種可模擬諸如巖土張拉等多種情況下承受的應(yīng)力場的巖土流變試驗(yàn)設(shè)備。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種用于巖土流變試驗(yàn)的壓力室，包括軸向壓力室與環(huán)形壓力室，所述軸向壓力室包括依次層疊設(shè)置的上壓力室、試件室與下壓力室，所述試件室內(nèi)裝有巖土試件，所述環(huán)形壓力室、上壓力室與下壓力室中均輸入壓力可調(diào)的油液，所述環(huán)形壓力室環(huán)繞在所述軸向壓力室徑向周圍，所述軸向壓力室由一彈性護(hù)套的內(nèi)部空間構(gòu)成。

進(jìn)一步，所述彈性護(hù)套為耐高溫高壓的氟橡膠材料。

進(jìn)一步，所述彈性護(hù)套包括套體、上安裝面與下安裝面，所述套體為環(huán)形，所述上安裝面與下安裝面分別位于所述套體的兩個(gè)端面，且垂直于所述套體中心線的外表面為平面。

進(jìn)一步，所述上安裝面的外側(cè)還連接有向下延伸的上外環(huán)，所述下安裝面的外側(cè)還連接有向上延伸的下外環(huán)。

進(jìn)一步，所述環(huán)形壓力室內(nèi)還設(shè)置有用于給所述環(huán)形壓力室內(nèi)油液加熱的加熱套。

本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用彈性護(hù)套將壓力室中的環(huán)形壓力室與軸向壓力室隔離開來，使得壓力室中的巖土試件的軸向壓力與徑向壓力絕對隔離，從而使得該試件室中的巖土試件承受的軸向壓力與徑向壓力之間相互獨(dú)立，可以通過各自施加壓力，實(shí)現(xiàn)巖土試件的徑向壓力與軸向壓力之間不同數(shù)值對比，以模擬巖土張拉等多種不同情況下的應(yīng)力場，從而使得巖土流變試驗(yàn)應(yīng)用場合更加廣泛，試驗(yàn)結(jié)果的參考價(jià)值更大，可大大提高巖土流變試驗(yàn)的應(yīng)用水平。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明：

圖1為本發(fā)明一種用于巖土流變試驗(yàn)的壓力室結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種用于巖土流變試驗(yàn)的壓力室中彈性護(hù)套結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一種用于巖土流變試驗(yàn)的壓力室在試驗(yàn)臺上的使用狀態(tài)示意圖；

圖4為本發(fā)明一種用于巖土流變試驗(yàn)的壓力室進(jìn)行流變試驗(yàn)的工作原理示意圖；

圖5為本發(fā)明一種用于巖土流變試驗(yàn)的壓力室的試驗(yàn)設(shè)備整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的典型實(shí)施例將在以下的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實(shí)施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。