[實用新型]一種三軸水力劈裂試驗裝置

有效

• 申請號: 201920586211.6
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN209745717U
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 齊添;黃斌;李水江;李澤江;余棚;盧繼忠;謝唯實;王云卿;王永康;鄭熠迪;李家賢;李宇航
• 申請（專利權）人: 武漢大學;廣州環保投資集團有限公司
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12
• 代理公司: 11401 北京金智普華知識產權代理有限公司
• 代理人: 楊采良<國際申請>=<國際公布>=<進入

本實用新型屬于試驗設備技術領域，公開了一種三軸水力劈裂試驗裝置，設置有三軸儀；三軸儀內部設置有壓力室，壓力室內部固定有內部帶預制裂隙的試樣，試樣下端通過第一塑料管與三軸儀左側的劈裂壓力進水量測試裝置連通，所述壓力室底部通過第二塑料管與三軸儀右側的圍壓外體變測量裝置連通。本實用新型通過三軸儀左側的劈裂壓力進水量測試裝置使得黑色墨水可以在一定壓力下緩慢地進入試樣內部的預制裂隙里，形成內腔壓力，通過測量墨水的質量變化來計算劈裂進水量，通過圍壓外體變測量裝置外接氣源對蒸餾水施加一定的壓力，使試樣在給定的壓力下固結，通過量測壓力罐內蒸餾水質量的變化來測量試樣體積的變化及固結程度，測試精度高。

技術領域

本實用新型屬于試驗設備技術領域，尤其涉及一種三軸水力劈裂試驗裝置。

背景技術

目前，業內最接近的現有技術：

水力劈裂是由于水壓力的抬高在巖體或土體中引起裂縫發生與擴展的一種物理現象。水力劈裂是高壓水流或其他液體將巖土體內已有的裂紋、孔隙驅動擴張、擴展、相互貫通等物理現象的統稱。

三軸水力劈裂試驗的目的是為了研究在圍壓下土體的的水力劈裂規律，了解水力劈裂的破壞模式。主要研究黏土心墻材料的飽和度、壓實度、固結比、圍壓、預制縫尺寸和水壓加荷速率等因素對水力劈裂壓力的影響。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

(1)采用鉆孔的圓柱體或方形試樣開展水力劈裂試驗，實際工程中的裂隙很少呈圓形截面，利用中空的圓柱體試件或者方形試件來研究水力劈裂的規律，這些模擬方法均不適用于心墻中存在潛在滲透弱面的情況。

(2)通過試樣側面的觀測窗觀察到了試樣水力劈裂的發生過程，但模擬的裂縫屬平面應變問題，不能模擬裂縫走向方向的發展。

解決上述技術問題的難度：

如何在試樣中預制設定尺寸的裂縫，且在應力狀態下試樣中的裂縫尺寸不發生改變；對裂縫的擴展進行追蹤，并準確獲得劈裂進水量與試樣體變，對裂縫的發展進行量化評估。

解決上述技術問題的意義：

對三軸水力劈裂裂縫形態及演化實現追蹤及量化描述，揭示黏土心墻弱面水力劈裂演化機理，并建立判別準則，為土石壩心墻料水力劈裂問題提供分析方法，研究成果具有重要的理論意義和廣闊的工程應用價值。

實用新型內容

針對現有技術存在的問題，本實用新型提供了一種三軸水力劈裂試驗裝置。

本實用新型是這樣實現的，一種三軸水力劈裂試驗裝置設置有：

三軸儀；

所述三軸儀內部設置有壓力室，壓力室內部固定有內部帶預制裂隙的試樣，試樣下端通過第一塑料管與三軸儀左側的劈裂壓力進水量測試裝置連通，所述壓力室底部通過第二塑料管與三軸儀右側的圍壓外體變測量裝置連通。

進一步，所述劈裂壓力進水量測試裝置設置有裝有黑色墨水的第一壓力罐，第一壓力罐上端塞設有密封塞，第一塑料管伸入第一壓力罐底部，第一壓力罐放置在第一電子天平上端，第一壓力罐上端連通與第一氣源接口，第一氣源接口設置有調節閥。

進一步，所述圍壓外體變測量裝置設置有平衡架，平衡架上端通過轉軸固定有轉盤，轉盤的盤沿外側套設有鋼絞線，鋼絞線左端掛設有裝有蒸餾水的第二壓力罐，第二壓力罐上端與第二氣源接口連通，第二氣源接口設置有調節閥，第二壓力罐底部與第二塑料管連通，鋼絞線另一端掛設有重物，重物下端與裝有鐵砂的托盤連接，托盤放置在第二天平上端。

進一步，所述試樣外側套設有橡皮膜，所述試樣底部邊緣開設有密封槽，密封槽內填充有玻璃膠，所述試樣下端膠接有塑料板，塑料板中間穿設有與試樣內部預制裂隙連通的塑料管，所述試樣上端膠接有試樣帽，試樣帽上端凹設有與三軸儀相配合的凹槽。