[實用新型]一種巖體試驗柔性油缸及帶有該柔性油缸的加載系統

有效

• 申請號: 202020541748.3
• 申請日: 2020-04-14
• 公開（公告）號: CN212008146U
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 陳沖;羅榮;邊智華;龐正江;熊詩湖
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/02;G01N3/62;F15B15/10
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

本實用新型提供一種巖體試驗柔性油缸及帶有該柔性油缸的加載系統，所述巖體試驗柔性油缸包括內鋼框、外鋼框、以及設于內鋼框和外鋼框之間的承壓油囊，內鋼框和外鋼框通過螺栓栓體連接，螺栓栓體中設有與油腔連通的中空的油孔，油腔的液壓油由螺栓栓體中空的油孔注入和引出，所述承壓油囊為一次脫模制成，所述巖體試驗柔性油缸用于圍設在巖體試樣外圍進行柔性加載試驗。本實用新型柔性油缸中的承壓油囊采用一次脫模制成，承壓油囊四周邊框和加油的側面由內鋼框、外鋼框夾持后焊接，因而面向巖體的側面是無焊縫的，承壓油囊膨脹加壓時不易爆裂漏油、使用壽命長，具有較強的安全性、可靠性。

技術領域

本實用新型涉及巖土工程技術領域，具體是一種巖體試驗柔性油缸及帶有該柔性油缸的加載系統。

背景技術

巖體三軸試驗是在現場制備試件模擬工程作用對巖體施加外荷載，進而求取巖體力學參數的試驗方法，是巖土工程勘察的重要手段。室內巖石力學實驗可采用長方體試塊或圓柱體試塊，而現場巖體三軸試驗受試驗設備的限制，均采用長方體試樣進行試驗。巖體三軸試驗根據模型表面荷載施加方式的不同可以分為剛性加載和柔性加載。剛性加載采用鋼墊板與巖體接觸并采用千斤頂施加荷載，柔性加載則采用液壓油囊進行加載，兩者已有方案的設備截面均設計為長方形或圓形，不能運用在圓柱體試樣中，現場試驗尚無采用圓柱體試樣的案例。

柔性加載可對巖體試樣表面施加均勻荷載，液壓油囊隨與巖體協同變形且不改變邊界應力條件，是理論上優選的實驗方案。傳統的柔性承壓板采用兩塊方形鐵皮沿邊框焊接成長方體儲油腔，加油時四周均變形膨脹、出力不集中。儲油腔邊框處于臨空狀態，加油時易沿焊接點爆裂、可靠性差、使用壽命短；另外鐵皮加壓變形大，儲油腔上的油嘴與鐵皮接觸部位易產生漏油點，導致油壓不穩，因而不適應大型高地應力的加載要求。

現有的柔性加載方案多采用柔性承壓囊(橡膠囊或橡膠囊墊)傳遞外部的剛性荷載，可以施加均勻荷載。承壓囊需具備柔性以便與巖體試樣協同變形，同時又要具備一定剛性才能施加足夠強度的荷載，因此制作麻煩、使用壽命短，一般只能一次性使用，且施加的荷載難以準確計量，只能通過等效面積進行換算。因此需設計新型柔性加載裝置，該裝置能運用在圓柱體試樣中，同時也能克服現有技術的缺陷。

實用新型內容

針對現有技術存在的上述不足，本實用新型提供一種巖體試驗柔性油缸及帶有該柔性油缸的加載系統，可使得承壓油囊膨脹加壓時不易爆裂漏油、使用壽命長，具有較強的安全性、可靠性。

一種巖體試驗柔性油缸，包括內鋼框、外鋼框、以及設于內鋼框和外鋼框之間的承壓油囊，內鋼框與承壓油囊形成油腔，內鋼框和外鋼框通過螺栓栓體連接，螺栓栓體中設有與油腔連通的中空的油孔，油腔的液壓油由螺栓栓體中空的油孔注入和引出，所述承壓油囊為一次脫模制成，所述巖體試驗柔性油缸用于圍設在巖體試樣外圍進行柔性加載試驗。

進一步的，所述巖體試驗柔性油缸設計為給圓柱體試樣提供荷載的環形，或者所述柔性油缸設計為給長方體試樣提供荷載的方形。

進一步的，螺栓栓體采用墊片和螺帽進行固定。

進一步的，螺栓栓體中空的油孔通過加油管與外部油泵的加油口和退油口連接，加油管路中間設有油壓表。

一種帶有柔性油缸的巖體試驗加載系統，包括柔性油缸、反力框架，所述柔性油缸包括內鋼框、外鋼框、以及設于內鋼框和外鋼框之間的承壓油囊，內鋼框與承壓油囊形成油腔，內鋼框和外鋼框通過螺栓栓體連接，螺栓栓體中設有與油腔連通的中空的油孔，油腔的液壓油由螺栓栓體中空的油孔注入和引出，所述承壓油囊為一次脫模制成，所述巖體試驗柔性油缸用于圍設在巖體試樣外圍進行柔性加載試驗；反力框架安裝于柔性油缸外部，用于給柔性油缸提供反力支撐。

進一步的，螺栓栓體中空的油孔通過加油管與外部油泵的加油口和退油口連接，加油管路中間設有油壓表。

進一步的，反力框架由至少三個框架以上下疊放的方式組成，各框架之間無連接。