[發(fā)明專利]一種巖土流變試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210091069.0
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102621007A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何滿潮;王炯;郭志飚
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學（北京）
• 主分類號: G01N3/18
• 分類號: G01N3/18
• 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)明涉及一種巖土流變試驗方法。

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、安全運行和軟巖支護以及巖土力學研究十分重要，特別是對深部巖土工程和巖土力學更為重要。對巖土流變特性的研究主要集中在研究巖土破壞機理，以促進對于巖土工程質(zhì)量控制、安全運行和軟巖支護水平的提高。目前，對巖土流變的試驗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立。在巖土實際破壞過程中，巖土張拉及剪向應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現(xiàn)巖土試件的軸向受力大于徑向受力，因為用傳統(tǒng)三軸流變儀做三軸試驗時，整個試件承受壓力室內(nèi)部的工作油壓力(習慣稱之為靜水壓-《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，當軸向加載系統(tǒng)壓力為零時，試件軸向仍承受壓力室內(nèi)部的工作油壓力，無法實現(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承受的應力場，這就使得巖土流變試驗結(jié)果的參考價值大打折扣。

另外，巖土蠕變試驗每組試驗至少需要5個試件，每個試件試驗少則幾十個小時，多則數(shù)百甚至上千個小時，一組試驗做完往往需要數(shù)月，不僅延誤工程需要數(shù)據(jù)的取得，而且消耗相當大的人力和財力。使用多套試驗設(shè)備同時進行試驗，雖然可以降低試驗完成的周期，但每套試驗設(shè)備都需要配備供油系統(tǒng)、動力系統(tǒng)及試驗臺，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的成本，且極大地浪費能源，既不經(jīng)濟也不環(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力場的巖土流變試驗方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種巖土流變試驗方法，通過對設(shè)置于壓力室中的巖土試件進行施壓以模擬巖土不同的應力場環(huán)境，并通過檢測所述巖土試件在上述環(huán)境下的變化參數(shù)以對實際巖土在不同應力場環(huán)境下的變化情況作出評價，位于所述壓力室中的所述巖土試件所受的軸向壓力與徑向壓力彼此隔離，從而使得該軸向壓力與徑向壓力之間相互獨立。

進一步，通過所述壓力室對所述巖土試件進行加熱，以模擬實際巖土的不同溫度環(huán)境。

進一步，所述徑向壓力大于軸向壓力，以模擬實際巖土承受張拉時的應力場。

進一步，所述巖土試件與所述壓力室數(shù)量相同，均為2個以上，且各所述巖土試件同時進行試驗。

進一步，所述巖土試件與所述壓力室數(shù)量均為5個。

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)明中位于壓力室中的巖土試件的軸向壓力與徑向壓力絕對隔離，從而使得該軸向壓力與徑向壓力之間相互獨立，可以通過各自施加壓力，實現(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力場，從而試驗應用場合更加廣泛，試驗結(jié)果的參考價值更大，可大大提高巖土流變試驗的應用水平。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明：

圖1為本發(fā)明一種巖土流變試驗方法實施例中壓力室結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種巖土流變試驗方法實施例中彈性護套結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一種巖土流變試驗方法實施例中試驗臺結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明一種巖土流變試驗方法實施例工作原理示意圖；

圖5為本發(fā)明一種巖土流變試驗方法實施例整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本發(fā)明能夠在不同的實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)上是當作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。

巖土流變試驗方法是通過對設(shè)置于壓力室中的巖土試件進行施壓以模擬巖土不同的應力場，再通過檢測巖土試件在上述環(huán)境下的變化參數(shù)以對實際巖土在不同應力場環(huán)境下的變化情況作出評價。本發(fā)明中，位于壓力室中的巖土試件的軸向壓力與徑向壓力絕對隔離，從而使得該軸向壓力與徑向壓力之間相互獨立。在巖土試件承受的徑向壓力大于軸向壓力時，可用于模擬實際巖土承受張拉時的應力場。巖土試件的變化參數(shù)包括應力、應變、側(cè)壓及溫度，其中應變包括軸向應變與徑向應變。