[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

本發明提供了一種用于泥水劈裂試驗內外壓同步加載的裝置及方法，包括：底座、外壓室、橡膠膜、試樣、頂板、軸壓桿、活塞缸、第一三通接頭、第二三通接頭和四通接頭；底座的中部設置有高于底座的試樣臺座，用于放置試樣，試樣臺座的中心設置有注漿孔，底座上還設置有注水孔，注水孔設置于試樣臺座外邊緣與底座的外邊緣之間；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；第一三通接頭的上端與注水孔相連，下端與活塞缸的出口端相連，第二三通接頭的上端與活塞缸入口端相連，第二三通接頭的左端與四通接頭下端的單向閥相連，四通接頭的上端與注漿孔相連。本發明可以避免常規劈裂試驗中外壓加載時內外壓差過大導致試樣破壞。

技術領域

本發明涉及隧道修建技術領域，尤其涉及一種用于泥水劈裂試驗內外壓同步加載的裝置及方法。

背景技術

目前盾構法以其機械化程度高、施工速度快和對地層擾動小等優點廣泛的應用于隧道工程的修建，尤其是泥水平衡盾構在水下隧道使用最多。泥水盾構隧道施工過程中，泥水倉壓力的設定是保證開挖面穩定的前提。壓力過高會導致掌子面發生劈裂，發生工程事故。

目前對地層劈裂壓力的研究主要是在常規三軸儀上進行的，試樣采用中空圓柱試樣，試樣的外壓通過圍壓施加，通孔內壓通過反壓加壓系統施加，常規三軸的圍壓加載系統和反壓加載系統分開，外壓和內壓無法實現同步加載。由于試樣較小，施加內外壓時，壓差較大容易導致試樣壓壞，從而影響實驗的成功率。

發明內容

本發明提供了一種用于泥水劈裂試驗內外壓同步加載的裝置及方法，以實現劈裂試驗過程中內外壓同步加載。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。

本發明的一方面提供了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。

優選地，四通接頭的左右兩端分別連接有壓力表和泄壓孔。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，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。