[實用新型]一種干濕循環過程中巖石的壓剪試驗裝置

有效

• 申請號: 201520808538.5
• 申請日: 2015-10-15
• 公開（公告）號: CN205138907U
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 吳平;郭楊;崔偉;楊大順
• 申請（專利權）人: 安徽省建筑科學研究設計院
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

技術領域

本實用新型屬于巖土工程領域，具體涉及一種干濕循環過程中巖石的壓 剪試驗裝置。

背景技術

庫水位周期性變化引起巖土體總是處于“干燥-飽水”作用狀態，由此 引起的工程地質災害已經引起了眾多學者和工程界的重視，研究水巖相互作 用成為巖土工程中的熱點問題。水巖相互作用主要表現為：水巖相互作用使 得巖土體的礦物成分、孔隙度、膠結物及其排列組合方式發生變化，從而引 起巖石損傷，引起其強度(特別是抗剪強度參數)發生大幅度降低，導致軟 巖的破壞，甚至引起庫岸邊坡的失穩，對巖土工程的長期穩定性產生威脅。

測定巖石抗剪強度的室內試驗常用方法有：直剪試驗、壓剪試驗以及三 軸壓縮試驗。壓剪試驗常見的有變角壓剪試驗、扭轉試驗、直剪儀壓剪試驗 等，其中變角壓剪試驗是最常用的室內巖石抗剪強度測定方法，具有設備簡 單、操作方便等優點。變角剪切試驗利用壓力試驗機施加垂直荷載，通過特 制的角膜使巖塊試樣沿一個剪切面剪斷，通過改變剪切面的角度可以獲得一 系列巖塊破壞時的正應力和剪應力，從而繪制出強度包絡線，求得巖石的內 摩擦角和內聚力等力學參數。

對庫水位周期變化條件下處于干濕循環過程中巖石特性的傳統測試方 法是：依據《水電水利工程巖石試驗規程》(DL/T5368-2007)將立方體巖樣 全部浸入水中自由吸水48小時后取出，將該巖樣放入干燥箱，進行45℃下 干燥24小時后取出，此為“干燥-飽水”循環過程，此方法較為準確的模擬 庫水位周期變化下處于干濕循環過程中巖石的狀態。但是目前對于干濕循環 作用對巖石的力學特性(抗剪強度)的影響試驗研究存在試驗儀器復雜、操 作繁瑣及費用昂貴等缺點，對于模擬干濕循環中巖石的剪切試驗的儀器較 少。

發明內容

本實用新型提供了一種干濕循環過程中巖石的壓剪試驗裝置，該裝置結 構簡單、便于操作、成本低廉，可以靈活地調節試樣剪切面的角度，可以準 確的模擬經干濕循環作用下的巖石狀態，并測量其力學參數。

為了實現本實用新型的目的，本實用新型采用了以下技術方案：

一種干濕循環過程中巖石的壓剪試驗裝置，包括變角壓剪單元，以及垂 直施加載荷于變角壓剪單元上的壓力機，該裝置還包括儲液器、對變角壓剪 單元內巖樣進行飽水處理的注水設備、對變角壓剪單元內巖樣進行熱氣干燥 處理的加熱設備，所述變角壓剪單元位于儲液器內，所述儲液器與注水設備、 加熱設備相通。

進一步的技術方案：所述注水設備包括水泵，所述水泵與儲液器進水口 相通，所述水泵與儲液器進水口之間的管路上設有流速調節器，所述儲液器 靠近上方位置處還設有出水口。

進一步的技術方案：所述加熱設備包括鼓風機，所述鼓風機與儲液器進 風口相通，所述鼓風機與儲液器進風口之間的管路上設有溫控加熱單元，所 述儲液器上還設有出風口。

進一步的技術方案：所述壓力機包括千斤頂、球角壓頭、以及驅動千斤 頂運動的油路單元，所述千斤頂的球面端與球角壓頭的球面端活動連接，所 述儲液器頂部設有密封蓋板，所述與千斤頂連接的球角壓頭的平面端穿過密 封蓋板垂直作用于變角壓剪單元上；所述球角壓頭上連接有支桿，所述支桿 與用于測量巖樣剪切破壞時垂直位移值的位移計的觸頭相接觸，所述支桿軸 向位于水平方向。