[發明專利]間歇性飽水疏干作用下巖土體顆粒試樣壓縮試驗系統及壓縮試驗方法

有效

• 申請號: 201710630215.5
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107290193B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 邱珍鋒;黃詩淵;王俊杰
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N3/08
• 代理公司: 重慶縉云專利代理事務所(特殊普通合伙) 50237
• 代理人: 王翔

1.間歇性飽水疏干作用下巖土體顆粒試樣壓縮試驗方法，其特征在于：采用如下系統進行試驗：該系統包括底座、疏干系統、壓縮試驗控制系統、數據采集系統和飽水疏干控制系統；

所述底座上設有承壓板，所述承壓板上安裝設有上端開口且采用透明材質制成的容器，所述容器的底面上連接設有水管和用于放置顆粒試樣并檢測壓力值大小的高精度壓力計，水管位于所述容器底面的管口處設有濾網；

所述水管上連接設有三通連接頭，所述三通連接頭的其中一個連接頭上連接設有水箱、另一個連接頭上連接設有排水管，且所述三通連接頭與所述水箱之間設有通水閥門，所述排水管上設有排水閥門；

所述容器內還設有用于疏干顆粒試樣的疏干系統，所述疏干系統包括設置在所述容器內的四個疏干單元，四個所述疏干單元分別位于所述容器的四個對角位置處；所述疏干單元包括用于對顆粒試樣加熱的紅外線加熱燈，所述承壓板上設有用于支撐所述紅外線加熱燈的燈座；所述紅外線加熱燈包括聚光燈罩和安裝在所述聚光燈罩內的紅外線加熱燈管；

所述燈座包括固定安裝在所述承壓板上的燈底座，所述燈底座上設有豎直滑套，所述豎直滑套內與其滑動配合套裝設有立桿Ⅰ，所述立桿Ⅰ的頂端套裝設有與其滑動配合的直角滑套Ⅰ，所述直角滑套Ⅰ的另一端與其滑動配合套裝設有位于所述容器上方的水平桿，所述水平桿的另一端與其滑動配合套裝設有直角滑套Ⅱ，所述直角滑套Ⅱ的另一端與其滑動配合套裝設有立桿Ⅱ，所述立桿Ⅱ與所述紅外線加熱燈固定連接；

所述底座的上方設有加載裝置，所述加載裝置包括設置在容器上方的加載桿和安裝在所述加載桿下端并用于對顆粒試樣加載的加載板；

所述壓縮試驗控制系統包括計算機，所述計算機上電連接設有數據采集系統和飽水疏干控制系統；

所述數據采集系統包括數據采集處理器，所述容器外設有用于對顆粒試樣攝像的高速攝像儀，兩臺高速攝像儀位于容器同一個側壁的兩端，并相對于高精度壓力計的中心呈軸對稱設置；所述高速攝像儀用于采集顆粒試樣在間歇性飽水疏干過程中以及加載過程中的變形過程及破壞過程的視頻圖像；所述容器內設有用于檢測溫度的溫度傳感器，所述加載裝置內設有用于檢測所述加載板位移的位移傳感器，所述數據采集處理器分別于所述高精度壓力計、高速攝像儀、溫度傳感器和位移傳感器電連接；

所述飽水疏干控制系統包括控制器、用于控制所述通水閥門開閉的通水閥門控制電路、用于控制所述排水閥門開閉的排水閥門控制電路和用于控制所述紅外線加熱燈開閉的紅外加熱燈控制電路，所述控制器通過所述通水閥門控制電路和所述排水閥門控制電路分別與所述通水閥門和所述排水閥門電連接，所述控制器通過所述紅外加熱燈控制電路與所述紅外線加熱燈電連接；

試驗時，包括以下步驟：

1)試驗準備階段：將所述容器清洗干凈后，將顆粒試樣放置在高精度壓力計上，控制加載板向下移動至與顆粒試樣剛好接觸；

2)試樣飽和階段：通過所述水管向容器內緩慢注入設定容量的水，在設定時間內保持水量，直至顆粒試樣的含水率達到飽和狀態后，利用水管排出容器內的水；

3)試樣疏干階段：利用所述疏干系統對顆粒試樣進行疏干處理，當高精度壓力計檢測到的壓力值穩定后，完成對顆粒試樣的疏干處理；

4)循環飽水疏干：循環步驟2)和步驟3)至設定次數；

5)壓縮試驗：利用所述加載板緩慢向下移動對顆粒試樣加載，當顆粒試樣破碎后，停止加載，得到顆粒試樣的載荷-位移曲線。