[發明專利]一種用于單軸壓縮試驗的滲透水壓系統

在審

• 申請號: 201910726551.9
• 申請日: 2019-08-07
• 公開（公告）號: CN110376070A
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發明（設計）人: 宋戰平;田小旭;張玉偉;周冠南;程昀;楊騰添;華偉雄;宗大超;孟慶信;林吉星;劉乃飛;邢亞遷;藍偉;姜程華;李曉林;董林強
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學;中鐵建大橋工程局集團第二工程有限公司;中鐵建大橋工程局集團第三工程有限公司
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 郭璐

一種用于單軸壓縮試驗的滲透水壓系統，本發明涉及試驗設備技術領域，介質壓力輸出裝置通過管道與四通接頭的一號連接口貫通連接，壓力表通過管道與四通接頭的二號連接口貫通連接，且該管道上貫通連接有第三閥門；恒壓力缸通過管道與四通接頭的第三連接口貫通連接，且該管道上貫通連接有第二閥門；連接裝置通過管道與四通接頭的第四連接口貫通連接，且該管道上貫通連接有第一閥門。其不需要提高比滲透水壓力大的圍壓，易于操作，同時便于巖石破壞過程中光、熱特性的實時采集，實用性更強。

技術領域

本發明涉及試驗設備技術領域，具體涉及一種用于單軸壓縮試驗的滲透水壓系統。

背景技術

在當今的土工試驗領域，針對巖石在滲透水壓作用下的力學特性研究只能限制于三軸壓縮試驗。而為了施加穩定的滲透水壓力，必須提供一個大于滲透水壓力的圍壓，這使得巖石的強度特性與破壞方式，遠遠偏離巖石的本征強度和單向壓力作用下的破壞形式，與此同時由于巖石三軸試驗受到金屬工作倉的遮擋，無法對巖石破壞過程中的光、熱特性進行實時采集，嚴重制約了巖石細觀分析領域的發展進程。如何在保留單軸壓縮試驗系統的開放性試驗環境的基礎上，提供一套穩定且安全的滲透水壓力系統成為了現今巖土工程領域以致土木工程領域的亟待解決的重要問題。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的缺陷和不足，提供一種設計合理的用于單軸壓縮試驗的滲透水壓系統，其不需要提高比滲透水壓力大的圍壓，易于操作，同時便于巖石破壞過程中光、熱特性的實時采集，實用性更強。

為達到上述目的，本發明采用了下列技術方案：它包含介質壓力輸出裝置、四通接頭、第一閥門、第二閥門、第三閥門、恒壓力缸、連接裝置、壓力表；介質壓力輸出裝置通過管道與四通接頭的一號連接口貫通連接，壓力表通過管道與四通接頭的二號連接口貫通連接，且該管道上貫通連接有第三閥門；恒壓力缸通過管道與四通接頭的第三連接口貫通連接，且該管道上貫通連接有第二閥門；連接裝置通過管道與四通接頭的第四連接口貫通連接，且該管道上貫通連接有第一閥門；

上述連接裝置由下部連接構件、上部連接構件、第一噴嘴、第二噴嘴構成；所述的下部連接構件和上部連接構件均為中空結構，上部連接構件固定在下部連接構件的上部，第一噴嘴密封插接在下部連接構件的側壁中，第一噴嘴的入口端與連接第一閥門的管道的出口端貫通連接，第一噴嘴的出口端穿過下部連接構件的頂壁后與上部連接構件內的中空結構貫通連接，第二噴嘴密封插接在上部連接構件的頂壁中，且其與上部連接構件中的內部空間貫通連接，第二噴嘴的出口端插設在設置于上部連接構件上部的待試驗試件內。

進一步地，所述的下部連接構件的側壁內陷一體成型有第一凹槽，第一噴嘴的出口端插設并螺紋連接在該第一凹槽中，且兩者的接觸處嵌設有第一密封層。

進一步地，所述的下部連接構件的頂壁內陷一體成型有第二凹槽；所述的上部連接構件的底壁下凸一體成型有圓形凸起，該圓形凸起為中空結構，且與上部連接構件的內部空間貫通設置，圓形凸起插設并螺紋連接在上述第二凹槽中，且圓形凸起的外環壁與第二凹槽的內環壁之間嵌設有第二密封層；圓形凸起的底壁下表面與第二凹槽的底壁上表面之間嵌設有第二密封圈。

進一步地，所述的下部連接構件與上部連接構件的連接處設有第一密封圈。

進一步地，所述的上部連接構件的上部通過粘結層與待試驗試件的底部連接固定。

本發明的試驗方法如下：介質壓力輸出裝置采用的介質為水或氣體，介質壓力輸出裝置輸出的壓力介質依次經第一閥門、第一噴嘴、下部連接構件、上部連接構件及第二噴嘴后，噴射到待試驗試件內，從而從待試驗試件內部對待試驗試件施加作用力，通過調節第一閥門的開合度，控制介質對待試驗試件內部的沖擊壓力，實現單向壓縮狀態下巖石內流體-力的耦合，通過控制第一閥門的開關頻率，控制介質對待試驗時間內部的沖擊頻率；通過調節第一閥門，實現不同沖擊壓力及沖擊頻率下的流體沖擊劈裂試驗，同時可以實現不同壓力環境下的流體沖擊劈裂試驗，實現應力-流體壓力脈沖-裂縫擴展之間的耦合。