[發明專利]一種電液伺服巖體裂隙滲流應力耦合試驗系統

有效

• 申請號: 201710600176.4
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107255703B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 謝興華;屈輝;劉世強;胡亞安;盧斌
• 申請（專利權）人: 西安力創材料檢測技術有限公司;水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所 61219
• 代理人: 張瑞琪

本發明公開了一種電液伺服巖體裂隙滲流應力耦合試驗系統，測量主機分別連接有滲透水增壓缸、油源系統、滲透稱量系統和電液伺服控制系統；電液伺服控制系統還分別與滲透水增壓缸、滲透稱量系統連接；油源系統還與滲透水增壓缸連接；電液伺服控制系統用于發送控制信息至測量主機、滲透稱量系統和滲透水增壓缸，并采集測量主機、滲透稱量系統和滲透水增壓缸發出的測量信息，并生成最終測量結果；通過三向加載系統模擬真實巖石受力情況，并通過滲透水增壓缸提供高達30MPa的高壓水，最后通過高精度電子天平稱量滲透水量，能夠精確地測量出滲透水的量和試樣形變量，并通過電液伺服控制系統計算出最終結果。

【技術領域】

本發明屬于實驗設備技術領域，尤其涉及一種電液伺服巖體裂隙滲流應力耦合試驗系統。

【背景技術】

巖體裂隙是影響高壩基礎穩定性的重要巖體結構，裂隙在應力場和水壓力耦合作用下的滲流特性是壩基穩定評價的重要指標。限于試驗方法和試驗設備的條件，當前裂隙滲流特性通過裂隙分布密度、開度等指標通過統計方法折算成綜合滲透系數，傳統的垂直滲透儀可承受的最大上覆荷載小，僅可達到10MPa，不能承受高強度的荷載，其非真三軸受力、水頭壓力小，導致測量的精確度低，而且目前也沒有合適的裝置設備來進行測量。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種電液伺服巖體裂隙滲流應力耦合試驗系統，以解決現有試驗系統荷載小、水頭壓力低、非真三軸受力的問題。

本發明采用以下技術方案：一種電液伺服巖體裂隙滲流應力耦合試驗系統，包括用于為試樣施壓以及測量其形變量的測量主機，測量主機分別連接有滲透水增壓缸、油源系統、滲透稱量系統和電液伺服控制系統；

電液伺服控制系統還分別與滲透水增壓缸、滲透稱量系統連接；油源系統還與滲透水增壓缸連接；

滲透水增壓缸用于為測量主機提供高壓滲流水，并將其狀態信息發送至電液伺服控制系統；

油源系統用于為測量主機和滲透水增壓缸提供高壓油；

滲透稱量系統用于稱量通過測量主機流出的滲流水的重量，并將其信息發送至電液伺服控制系統；

電液伺服控制系統用于發送控制信息至測量主機、滲透稱量系統和滲透水增壓缸，并采集測量主機、滲透稱量系統和滲透水增壓缸發出的測量信息，并生成最終測量結果。

進一步地，測量主機包括底座，底座上分別安裝有用于為試樣進行三軸施壓的X向加載系統、Y向加載系統和Z向加載系統；

X向加載系統和Y向加載系統均包括水平設置并呈方形排布的四根拉桿，每根拉桿的兩端分別固定連接在豎直設置的支撐板和反向支撐板，支撐板外側安裝有用于提供動力的電液伺服作動器，電液伺服作動器的輸出端穿過支撐板設置有鋼球結構壓頭；反向支撐板內側通過支撐桿連接有鋼球結構壓頭；兩個鋼球結構壓頭的位置對應，大小相同，且兩個鋼球結構壓頭均用于對試樣施加載荷。

進一步地，每個支撐板和反向支撐板的底部兩側均通過滑塊連接在直線導軌上，滑塊用于帶動支撐板和反向支撐板沿直線導軌滑動，以調節X向加載系統或 Y向加載系統與試樣的相對位置。

進一步地，鋼球結構壓頭包括依次連接的過渡板、夾板、壓頭體，壓頭體和夾板之間通過連接板連接，過渡板和夾板之間通過螺釘固定連接；

夾板上還開設有多個通孔，每個通孔靠近壓頭體的一端均帶有錐度，每個通孔內均安裝有鋼球，每個鋼球均用于在通孔中轉動，以使壓頭體和連接板隨受壓試樣同步移動；

每個連接板與夾板連接處均設置有頂絲螺釘和用于為壓頭體導向和限位的軸承；壓頭體與試樣接觸的端面上設置有緩沖墊；緩沖墊設置在壓頭體與試樣接觸端面的邊緣處。