[實用新型]一種耐高壓的含預制裂隙試樣制備裝置

有效

• 申請號: 202022585784.2
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN213632888U
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 徐志鵬;劉長武
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/36
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本實用新型公開了一種耐高壓的含預制裂隙試樣制備裝置，包括立方體試樣、密封鋼架和平板型預制裂隙，立方體試樣設置在密封鋼架內，平板型預制裂隙位于立方體試樣中心處，密封鋼架上下兩端均設置有密封鋼板，立方體試樣上部設置有圓孔，圓孔內設置有高壓膨脹式止水塞，平板型預制裂隙設置在立方體試樣中間，高壓膨脹式止水塞中間設置有鋼管一，立方體試樣下表面中心處設置有鋼管二，鋼管一和鋼管二均穿過相對應的密封鋼板上的通孔，鋼管一和鋼管二出口端連接有高壓快速接頭，高壓快速接頭連接有排氣閥、截止閥和水壓傳感器。本實用新型結構簡單，使用便捷，有效解決了現有技術中密封困難和試樣高壓滲透壓力承受能力低等問題。

技術領域

本實用新型屬于巖土工程技術領域，具體涉及到一種耐高壓的含預制裂隙試樣制備裝置。

背景技術

工程巖體現場開挖過程中巖體不可避免的要出現開裂、承載能力降低、滲透性增強進而遇水軟化等問題，因此，需要事先進行試驗研究，并作出評估，為工程設計提供基本的依據。在高壓水力劈裂、高壓滲流以及劈裂注漿等高滲透壓力試驗中，為研究裂隙的影響，往往需要采用含預制裂隙的巖石試樣進行試驗測試。但由于密封困難，采用常規試樣制作方法制成的裂隙試樣，往往難以承受較高的高滲透壓力，使得試驗條件與實際條件具有較大差異。因此，急需一種可加載真三軸地應力、耐高壓的含預制垂直裂隙巖石試樣制作裝置。

實用新型內容

針對上述不足，本實用新型提供一種耐高壓的含預制裂隙試樣制備裝置，結構簡單，使用便捷，能夠制得可加載真三軸地應力、耐高壓的含預制垂直裂隙的巖石試樣，有效解決了現有技術中密封困難和試樣高壓滲透壓力承受能力低等問題。

為實現上述目的，本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種耐高壓的含預制裂隙試樣制備裝置，包括立方體試樣、密封鋼架和平板型預制裂隙，立方體試樣設置在密封鋼架內，平板型預制裂隙位于立方體試樣中心處，密封鋼架上下兩端均設置有密封鋼板，立方體試樣上部設置有圓孔，圓孔內設置有直徑小于圓孔直徑的高壓膨脹式止水塞，平板型預制裂隙設置在圓孔底面以下的立方體試樣中間，高壓膨脹式止水塞中間設置有鋼管一，立方體試樣下表面中心處設置有鋼管二，鋼管一和鋼管二均穿過相對應的密封鋼板上的通孔，高壓膨脹式止水塞與密封鋼架共同形成高壓水密封裝置，鋼管一和鋼管二出口端連接有高壓快速接頭，高壓快速接頭連接有排氣閥、截止閥和水壓傳感器。

本實用新型的有益效果是：裝置在使用時，將立方體試樣放置在密封鋼架內，立方體試樣上表面的高壓膨脹式止水塞與密封鋼架共同作用，形成高壓水密封裝置，可實現不低于10MPa的水壓密封，甚至能夠實現最高30-40MPa的水壓密封；此時密封裝置將對立方體試樣產生附加約束，影響試樣的物理力學性能，可以將該附加約束視為立方體試樣的一部分，在保持幾何相似的前提下，重新計算彈性模量、抗壓強度等力學參數，以使立方體試樣整體滿足于實際使用相似的條件，使得后續的試驗結果更加準確，貼合實際。設置在高壓膨脹式止水塞中的鋼管一，作為壓水孔或注漿孔，可連接水壓源，用于模擬實際環境高壓條件；而鋼管二作為排氣、水壓及注漿壓力監測孔，用于監測試驗過程中的參數變化。本實用新型提供的裝置，能夠制得可以加載真三軸地應力，且耐高壓的含預制裂隙的巖石試樣，裝置整體密封性好，克服了現有設備中密封困難的問題，所得試樣能夠承受較高的滲透壓力，可以較為準確的模擬巖樣地應力條件和真實高壓滲透壓力環境，使得試驗結果更加的準確，為實際使用提供理論基礎。

進一步，立方體試樣為正四棱柱試樣，底邊長0.4m，高0.6m。

進一步，平板型預制裂隙位于立方體試樣上部直徑200mm的圓孔底面以下，距立方體試樣表面200-400mm處，長200mm。

進一步，鋼管一和鋼管二均為高強度鋼管，直徑分別為16mm、16mm。

進一步，立方體試樣上部圓孔內設置高壓膨脹式止水塞，與密封鋼架共同作用，實現高壓密封。

采用上述進一步方案的有益效果是：試樣能夠在較高滲透壓力下工作，避免在使用過程中出現滲漏、開裂等損壞，影響試驗的進行。