[發明專利]脆性軟巖周向均壓加載裝置、軟巖取樣裝置及取樣方法

有效

• 申請號: 201810253130.4
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108469381B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 陶明;顧合龍;李夕兵;趙華濤;馬敖;洪志先
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N1/08
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 顏勇

一種脆性軟巖周向均壓加載裝置，包括底板、縱向隔板、橫向隔板、彈性加載軟囊、加載動力；所述縱向隔板、橫向隔板均為2塊且相互垂直連接圍合構成一四邊形腔體，所述四邊形腔體安裝在底板上；在每一塊縱向隔板、橫向隔板上均安裝有一彈性加載軟囊，每一個彈性加載軟囊均通過管道與加載動力連接。本發明通過液壓對不規則試塊施加圍壓，通過彈性加載軟囊及其表面的柔性墊層，消除因試塊表面不平整和表面缺陷帶來的困擾，實現不規則試塊表面的均勻加壓，這樣不僅能夠實現巖石試塊在不引起試塊局部應力集中的情況下試樣的完全固定，而且能夠約束試塊在試樣鉆取時內部裂隙的發展，提高脆性軟巖試塊的強度，進而提高標準試樣的鉆取率。

技術領域

本發明公開了一種脆性軟巖周向均壓加載裝置、軟巖取樣裝置及取樣方法；特別涉及一種脆性不規則軟巖的周向均壓加載裝置、脆性不規則軟巖的取樣裝置及取樣方法，屬于巖石力學實驗領域

技術背景

軟巖廣泛存在于自然界，其力學性質的研究對我國水利工程、礦業工程、道路橋梁工程等基礎建設及資源開采領域的健康快速發展具有重要的意義。實驗室研究軟巖的力學性質需要標準的試樣(一般為φ50mm×100mm)為載體。圓柱體試樣由于能夠消除試驗機加載時試樣的形態效應而被廣泛的應用于巖石力學實驗中。當前加工軟巖的標準試樣通常采取鉆取的方式，將在工程現場研究區域取得的不規則巖石試塊運輸至實驗室，將巖石試塊放置在鉆機的鉆頭(內徑φ50mm)下，用鐵板或三角鐵結合螺栓對巖石試塊進行固定并鉆取至試塊貫穿，然后取出巖心，并對巖心進行截取并打磨。對于硬巖這種鉆取方式能取得很好的效果，但是對于軟巖尤其是脆性軟巖，由于其質軟、強脆性和易碎等特點，在固定試塊時不能施加較大的預緊力，且在加工的過程中在鉆取部位由于較強的應力集中，極易導致試塊的開裂、破壞，很難獲得理想的圓柱體試樣，嚴重影響了脆性軟巖力學性質的研究。此外，由于不規則軟巖試塊表面往往不平整以及存在眾多的缺陷，傳統的固定方法很容易造成在試樣鉆取的過程中試樣的固定不牢固，進而導致鉆取試樣的破斷，即使鉆出合適長度的試樣，試樣內部也受到了頻繁的拉伸和壓縮，導致試樣力學性質的變化，對實驗的結果產生較大影響，制約了軟巖工程領域的發展。

至今未見針對脆性不規則軟巖的可靠取樣裝置及方法，而這已經成為本領域亟需解決的技術難題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之不足而提供一種脆性軟巖周向均壓加載裝置、軟巖取樣裝置及取樣方法。

本發明一種脆性軟巖周向均壓加載裝置，所述加載裝置包括底板(7)、縱向隔板(5)、橫向隔板(4)、彈性加載軟囊(13)、加載動力(9)；所述縱向隔板(5)、橫向隔板(4)均為2塊且相互垂直連接圍合構成一四邊形腔體，所述四邊形腔體安裝在底板(7)上；在每一塊縱向隔板(5)、橫向隔板(4)上均安裝有一彈性加載軟囊(13)，每一個彈性加載軟囊(13)均通過管道與加載動力(9)連接。

本發明一種脆性軟巖周向均壓加載裝置，所述底板(7)上設有垂直交叉的定位滑槽(8)，所述定位滑槽(8)橫截面為倒“T”字形，定位滑槽(8)中卡裝有第一螺栓(11)、第二螺栓(6)，縱向隔板(5)的底部與第一螺栓連接，橫向隔板(4)的底部與第二螺栓(6)連接，實現縱向隔板(5)、橫向隔板(4)在底板(7)上的定位。本發明一種脆性軟巖周向均壓加載裝置，縱向隔板(5)、橫向隔板(4)上均設有縱橫交叉的縱向滑槽(2)和橫向滑槽(3)，所述縱向滑槽(2)和橫向滑槽(3)橫截面為倒“T”字形，縱向滑槽(2)、橫向滑槽(3)中分別卡裝有第三螺栓(12)、第四螺栓(10)，卡裝在縱向滑槽(2)中的第三螺栓(12)與橫向隔板(4)連接，卡裝在橫向滑槽(3)中的第四螺栓(10)與縱向隔板(5)連接，實現縱向隔板(5)、橫向隔板(4)之間的定位；

縱向隔板(5)、橫向隔板(4)分別通過第三螺栓(12)、第四螺栓(10)沿縱向滑槽(2)、橫向滑槽(3)滑動或通過第一螺栓(9)、第二螺栓(6)沿定位滑槽(8)滑動，以調節四邊形腔體內腔容積。