[實(shí)用新型]一種干濕循環(huán)過(guò)程中巖石的單軸壓縮蠕變儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320018917.5
• 申請(qǐng)日: 2013-01-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203216804U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳平;姚華彥;朱大勇;沈銀斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/12
• 分類號(hào): G01N3/12
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及巖土工程領(lǐng)域，具體屬于一種干濕循環(huán)過(guò)程中巖石的單軸壓縮蠕變?cè)囼?yàn)裝置，主要用于解決巖土工程領(lǐng)域中由于地下水位的變化使處于干濕循環(huán)作用中巖土體的蠕變變形而造成的巖體長(zhǎng)期穩(wěn)定性問(wèn)題。

背景技術(shù)

庫(kù)水位周期性變化引起巖土體總是處于“干燥-飽水”作用狀態(tài)，由此引起的工程地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)引起了眾多學(xué)者和工程界的重視，研究水巖相互作用成為巖土工程中的熱點(diǎn)問(wèn)題。水巖相互作用主要表現(xiàn)為：（1）水巖相互作用使得巖土體的礦物成分、孔隙度、膠結(jié)物及其排列組合方式發(fā)生變化，從而引起巖石損傷，引起其強(qiáng)度（特別是抗剪強(qiáng)度參數(shù)）發(fā)生大幅度降低，導(dǎo)致軟巖的破壞，甚至引起庫(kù)岸邊坡的失穩(wěn)，對(duì)巖土工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅。（2）賦存于干濕循環(huán)過(guò)程中巖體長(zhǎng)期在應(yīng)力場(chǎng)作用下會(huì)產(chǎn)生“蠕變”現(xiàn)象，巖體的蠕變特性決定巖體在應(yīng)力作用下，變形會(huì)隨時(shí)間逐漸增加，最終導(dǎo)致巖體蠕變破壞。水巖相互作用使得巖體內(nèi)部發(fā)生變化，致使巖石損傷，更易于發(fā)生蠕變。

干濕循環(huán)過(guò)程對(duì)巖石力學(xué)特性影響的傳統(tǒng)測(cè)試方法，是將巖樣全部浸入水中自由吸水48小時(shí)后取出，并放入干燥箱，在45℃條件下干燥24小時(shí)后取出，此為一個(gè)“干燥-飽水”循環(huán)過(guò)程,巖樣經(jīng)過(guò)若干次干濕循環(huán)過(guò)程后再測(cè)試其力學(xué)性能。此方法將干濕循環(huán)和巖石力學(xué)試驗(yàn)分為兩個(gè)單獨(dú)的試驗(yàn)過(guò)程,?不能模擬在真實(shí)受荷狀態(tài)下,干濕循環(huán)作用中水對(duì)巖石的力學(xué)特性的影響。目前這方面的試驗(yàn)儀器較少,試驗(yàn)方法也有待發(fā)展,尤其是研究干濕循環(huán)作用中巖石蠕變特性方面目前還處于起步階段，定量的測(cè)定有關(guān)重要參數(shù)的試驗(yàn)很少，從而限制了巖石流變理論體系的發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種模擬庫(kù)水位周期性變化條件下，干濕循環(huán)作用過(guò)程中巖石試樣的軸向變形、裂紋擴(kuò)展、破壞模式等進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)和監(jiān)測(cè)的試驗(yàn)儀器。

為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種干濕循環(huán)過(guò)程中巖石的單軸壓縮蠕變儀，包括巖樣夾持裝置、穩(wěn)壓裝置、加載裝置、干濕循環(huán)裝置，所述的巖樣夾持裝置是由反力架，千斤頂，密封蓋板，儲(chǔ)液器，球角壓頭；所述的穩(wěn)壓裝置是由基座，壓力表，囊式儲(chǔ)液器構(gòu)成；所述的加載裝置是由囊式儲(chǔ)液器和壓力表固定在基座上，油泵構(gòu)成；所述的干濕循環(huán)裝置包括有進(jìn)水口，出水口，進(jìn)風(fēng)口，出風(fēng)口，水泵，鼓風(fēng)機(jī)，控溫加熱設(shè)備；所述儲(chǔ)液器采用高強(qiáng)度的有機(jī)玻璃，儲(chǔ)液器活動(dòng)放置在反力架上，儲(chǔ)液器兩側(cè)分別置有進(jìn)水口和出水口，進(jìn)水口通過(guò)柔性水管與水泵相連，柔性水管上設(shè)置有流速調(diào)節(jié)器，儲(chǔ)液器上方置有用于密封巖樣的密封蓋板，密封蓋板上置有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，進(jìn)風(fēng)口通過(guò)柔性管與控溫加熱設(shè)備連接，柔性管上設(shè)有閥門，球角壓頭的球面端穿過(guò)密封蓋板與千斤頂?shù)那蛎娑嘶顒?dòng)接觸，千斤頂?shù)钠矫娑隧敺旁诜戳艿膬?nèi)頂壁，千斤頂通過(guò)油管連接在穩(wěn)壓設(shè)備油路的出口接頭上。

所述的壓力表和囊式儲(chǔ)能器固定安裝在基座上，與基座油路連通。

所述的球角壓頭的平面端正在巖樣上，球角壓頭外壁設(shè)置有支桿，支桿與位移計(jì)的觸頭相接觸，位移計(jì)采用磁性表座固定，油泵通過(guò)油管與換向閥的進(jìn)出端相連，換向閥上設(shè)有并聯(lián)的兩個(gè)以上的油路出口接頭，通常采用兩個(gè)油路出口，每個(gè)油路出口接頭通過(guò)油管連接穩(wěn)壓裝置上油路的進(jìn)口接頭，穩(wěn)壓裝置上油路的出口接頭通過(guò)油管與巖樣夾持裝置上的千斤頂?shù)倪M(jìn)口接頭相連。

所述換向閥上設(shè)置有關(guān)聯(lián)的兩個(gè)以上的油路接頭。

本實(shí)用新型的干濕循環(huán)過(guò)程中巖石的單軸壓縮蠕變儀具有以下優(yōu)點(diǎn)：

可開(kāi)展干濕循環(huán)過(guò)程中處于不同狀態(tài)巖石的蠕變?cè)囼?yàn)，并可通過(guò)透明的有機(jī)玻璃儲(chǔ)液器觀測(cè)巖石的裂紋擴(kuò)展和破壞模式。

利用熱氣流循環(huán)可使巖石試件快速風(fēng)干，利用水泵可使巖石自由飽水；通過(guò)控制進(jìn)風(fēng)口氣流溫度以及進(jìn)（出）水流速，使得巖石承受荷載的同時(shí)經(jīng)歷“干燥-飽水”循環(huán)狀態(tài)，可真實(shí)模擬庫(kù)水位周期變化引起巖石所處于的干濕交替狀態(tài)。

當(dāng)設(shè)備由于外界環(huán)境變化的影響而造成壓力不穩(wěn)時(shí)，囊式儲(chǔ)能器可對(duì)整個(gè)系統(tǒng)及時(shí)補(bǔ)充壓力，起到較好的穩(wěn)壓作用。

一臺(tái)油泵通過(guò)換向閥的多通油路接頭可以控制兩套以上加載系統(tǒng)，儀器的可擴(kuò)展性較強(qiáng)。

利用位移計(jì)可對(duì)巖石在變形過(guò)程中的軸向變形進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)定，精度高，可操作性強(qiáng)；通過(guò)外接數(shù)碼攝像系統(tǒng)可對(duì)巖石的變形及破壞全過(guò)程進(jìn)行全過(guò)程采集、分析和可視化輸入與輸出。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。