[發明專利]用于泥水劈裂試驗內外壓同步加載的裝置及方法

在審

• 申請號: 201910060396.1
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109752250A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發明（設計）人: 袁大軍;王滕;羅維平;韓冰宇;金大龍;李興高;吳俊;沈翔;許麗群
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

1.一種用于泥水劈裂試驗內外壓同步加載的裝置，包括：底座、外壓室、橡膠膜、試樣、頂板和軸壓桿，其特征在于，還包括：活塞缸、第一三通接頭、第二三通接頭和四通接頭；

所述底座的中部設置有高于底座的試樣臺座，用于放置試樣，所述試樣臺座的中心設置有注漿孔，所述底座上還設置有注水孔，所述注水孔設置于試樣臺座外邊緣與底座的外邊緣之間；

所述四通接頭的下端還安裝有單向閥，用于將泥漿單方向注入注漿孔；

所述第一三通接頭的上端與所述注水孔相連，下端與所述活塞缸的出口端相連，所述第二三通接頭的上端與所述活塞缸入口端相連，所述第二三通接頭的左端與所述四通接頭下端的單向閥相連，所述四通接頭的上端與所述注漿孔相連。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的四通接頭的左右兩端分別連接有壓力表和泄壓孔。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述外壓室的頂部設置有排氣孔和壓力表，所述外壓室頂部中心設有圓孔，該圓孔的內徑與所述軸壓桿的外徑相等，用于插入所述軸壓桿，圓孔內側設有密封圈，用于密封所述軸壓桿與所述外壓室。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的試樣為中間包含有通孔的圓柱型試樣，試樣外徑與試樣臺座外徑相等，所述通孔的直徑與所述注漿孔的直徑相等。

5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的頂板為圓型板，所述頂板的外徑與所述試樣的外徑相等，所述頂板上部中心設置有凹槽，用于通過外壓室插入所述軸壓桿至所述頂板的凹槽，使軸壓桿的軸力垂直于所述頂板。

6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的橡膠膜為兩端開口的圓筒狀，兩端分別箍套在頂板的外緣和試樣臺座的外緣，所述橡膠膜為透明材質，內徑與所述試樣的外徑相等。

7.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的第一三通接頭的右端還連接有注水管，所述第二三通接頭的右端還連接有注漿管。

8.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的活塞缸的缸體為不銹鋼材質，所述活塞缸中活塞為橡膠材質，所述底座為金屬材質，所述軸壓桿為金屬材質。

9.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述底座的邊緣設有密封槽，密封槽內還放置有橡膠密封圈，底座的外圈和所述外壓室的外圈還設置有螺栓孔，用于通過螺栓固定所述外壓室與底座。

10.一種應用上述權利要求1-9任一項裝置進行泥水劈裂試驗的內外壓同步加載方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將制備好的中間包含有通孔的圓柱型試樣放到底座的試樣臺座上，將頂板帶有凹槽的一側朝上放置在試樣的頂部，在試樣外側套上橡膠膜，橡膠膜上下兩端分別箍套在頂板和試樣臺座的外緣；

2)在底座的密封槽內放置好密封圈，將軸壓桿插入外壓室頂部中心的圓孔中，之后將外壓室罩在底座上，同時確保軸壓桿的下端與頂板上部的凹槽對齊，用螺栓將外壓室與底座固定壓緊；

3)打開外壓室頂部的排氣孔，同時打開活塞缸底部的閥門，通過第一三通接頭右側連接的注水管向外壓室和活塞缸的上部注水，直至外壓室內的水從排氣孔排出，此時活塞缸中的活塞處于最底部；

4)關閉排氣孔和注水管的閥門，關閉四通接頭右側的泄壓孔，從第二三通接頭右側的注漿管注入泥漿，泥漿首先充滿試樣的通孔，之后泥漿開始通過第二三通接頭流入活塞缸的底部，此時外壓室的壓力和通孔的壓力通過活塞缸保持同步增長，直至外壓室的壓力達到設定外壓值，關閉活塞缸底部閥門，此時通孔的壓力與外壓室的壓力相等；

5)繼續注漿，試樣的通孔壓力逐漸增大，外壓室的壓力保持不變，直至試樣劈裂，停止注漿；

6)同時打開四通接頭右側的內壓泄壓孔和第一三通接頭右側的注漿管進行內外同步泄壓。