[發(fā)明專利]一種SHPB用充液節(jié)理巖體試樣液體施加裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810283479.2
• 申請(qǐng)日: 2018-04-02
• 公開（公告）號(hào): CN108663243B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃進(jìn);劉曉麗;王恩志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N1/28
• 分類號(hào): G01N1/28
• 代理公司: 北京中強(qiáng)智尚知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11448
• 代理人: 黃耀威

本發(fā)明提供了一種SHPB用充液節(jié)理巖體試樣液體施加裝置，涉及巖石動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，包括對(duì)所述節(jié)理巖體試樣端部與節(jié)理面進(jìn)行容納的承壓殼體裝置和對(duì)所述節(jié)理巖體試樣進(jìn)行液體充填、增加壓力及液壓監(jiān)測的液體施加裝置，承壓殼體裝置為人工節(jié)理巖體試樣提供密封承壓環(huán)境，液體施加裝置為人工節(jié)理巖體試樣填充液體并施加壓力。本發(fā)明還提供了一種SHPB用充液節(jié)理巖體試樣液體施加裝置。本發(fā)明提供的SHPB用充液節(jié)理巖體試樣液體施加裝置及其方法，與現(xiàn)有的分離式霍普金森壓桿設(shè)備配合使用，不僅可以有效探究應(yīng)力波在充液節(jié)理巖體中的傳播規(guī)律，充填液體類型多樣化，而且裝置便于組裝拆卸，能夠很好地完成巖石動(dòng)力學(xué)相關(guān)測試任務(wù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖石動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種SHPB用充液節(jié)理巖體試樣液體施加裝置及方法。

背景技術(shù)

在地震或爆破等動(dòng)態(tài)荷載作用下，會(huì)引起應(yīng)力波的產(chǎn)生與傳播，對(duì)以巖體為主的地下工程的安全性造成影響。天然巖體中結(jié)構(gòu)面的存在，不僅降低了巖體強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì)，更對(duì)應(yīng)力波在巖體結(jié)構(gòu)面中的傳播有著較大影響。當(dāng)巖體中含有節(jié)理時(shí)，應(yīng)力波的傳播特性會(huì)發(fā)生明顯的改變，從而引起應(yīng)力波的一些特性如能量參數(shù)等發(fā)生改變。

在節(jié)理巖體動(dòng)態(tài)特性及應(yīng)力波傳播影響的探究中，分離式霍普金森壓桿裝置是常用的測試設(shè)備之一。在實(shí)際工程應(yīng)用中，節(jié)理巖體的節(jié)理面位置常含有充填物質(zhì)，如水、油等液體介質(zhì)較為常見。因此對(duì)于充液節(jié)理巖體情況的動(dòng)力測試工作，顯得尤為重要。但當(dāng)前分離式霍普金森壓桿裝置測試中，較少地涉及巖體試樣節(jié)理面處施加液體情況，不能很好地滿足巖石動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)研究與實(shí)際工程的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種SHPB用充液節(jié)理巖體試樣液體施加裝置，以便更好地完成巖石動(dòng)力學(xué)相關(guān)測試任務(wù)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種SHPB用充液節(jié)理巖體試樣液體施加裝置，包括對(duì)所述節(jié)理巖體試樣端部與節(jié)理面進(jìn)行容納的承壓殼體裝置和對(duì)所述節(jié)理巖體試樣進(jìn)行液體充填、增加壓力及液壓監(jiān)測的液體施加裝置；所述承壓殼體裝置包括金屬殼體，所述金屬殼體的兩端面設(shè)置用于安置所述節(jié)理巖體試樣的孔洞，所述金屬殼體在所述孔洞與所述節(jié)理巖體試樣接觸部位設(shè)置第一密封件，所述液體施加裝置包括液體增壓泵、設(shè)置在所述金屬殼體上部的增壓泵端部閥門、設(shè)置在所述金屬殼體下部的液體進(jìn)出閥門、設(shè)置在所述金屬殼體內(nèi)側(cè)壁的液體壓強(qiáng)傳感器，所述液體增壓泵與所述增壓泵端部閥門通過導(dǎo)管連接，所述液體壓強(qiáng)傳感器與壓強(qiáng)量值顯示儀連接，所述金屬殼體與所述增壓泵端部閥門和液體進(jìn)出閥門的接觸處內(nèi)側(cè)設(shè)置有第二密封件，所述金屬殼體通過液體進(jìn)出閥門填充充填液體。

進(jìn)一步地，所述節(jié)理巖體試樣設(shè)置在分離式霍普金森壓桿之間，所述節(jié)理巖體試樣為兩段圓柱體，分別與所述分離式霍普金森壓桿的入射桿與透射桿接觸。

進(jìn)一步地，所述充填液體為水、水溶液、油、或其他液體材料。

進(jìn)一步地，所述金屬殼體由上、下兩個(gè)半圓筒部分連接而成的圓柱狀殼體，所述金屬殼體的兩端圓面設(shè)置所述孔洞，所述兩半圓筒部分兩側(cè)分別設(shè)置固定連接片，所述固定連接片通過螺絲螺母組合連接在一起，從而將所述兩半圓筒部分連接在一起形成所述金屬外殼。

進(jìn)一步地，所述固定連接片由內(nèi)層的橡膠密封層與外層的金屬墊層組成，所述螺絲螺母組合包括螺母與螺絲，所述螺絲穿過固定連接片上的通孔與所述螺母配合使用。

進(jìn)一步地，所述第一密封件和第二密封件由柔性有機(jī)材料制成，所述第一密封件由兩個(gè)半圓部分構(gòu)成，分別設(shè)置在所述金屬殼體上、下兩個(gè)半圓筒部分與所述節(jié)理巖體試樣的接觸部位，所述第一密封件在兩個(gè)半圓部分的連接位置設(shè)有密封接觸層。

本發(fā)明還提供了一種SHPB用充液節(jié)理巖體試樣液體施加方法，包括如下步驟：

將節(jié)理巖體試樣置于金屬外殼的孔洞中，并用第一密封件對(duì)節(jié)理巖體試樣與孔洞的接觸位置密封；