[發(fā)明專利]一種巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310257945.0
• 申請日: 2023-03-17
• 公開（公告）號: CN115980119B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許漢華;劉文連;眭素剛;韓鵬偉;王幫團(tuán);樊亞紅;徐鵬飛;李倩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00
• 代理公司: 重慶律知誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50281
• 代理人: 殷興旺

1.一種巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗裝置，其特征在于，包括：

底座，

斜坡，所述斜坡和所述底座鉸接，所述斜坡上開設(shè)有試樣放置槽；

坡度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通過所述坡度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述斜坡的傾斜度；

巖體試樣，所述巖體試樣放置在所述試樣放置槽內(nèi)，所述巖體試樣部分位于所述試樣放置槽外，所述巖體試樣和所述試樣放置槽之間的間隙填充砂土；

加載機(jī)構(gòu)，所述加載機(jī)構(gòu)固定安裝在所述斜坡上，所述加載機(jī)構(gòu)用于對所述砂土施加載荷；

砂土蓋板，所述砂土蓋板和所述斜坡固定連接，所述砂土蓋板覆蓋在所述砂土上；

凍融罩，所述凍融罩在所述試樣放置槽上形成凍融室；

溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括制冷組件和加熱組件，所述制冷組件用于對所述凍融室進(jìn)行制冷，所述加熱組件用于對所述凍融室進(jìn)行加熱；

降雨模擬機(jī)構(gòu)，所述降雨模擬機(jī)構(gòu)設(shè)在所述凍融室，所述降雨模擬機(jī)構(gòu)用于模擬自然降雨；

監(jiān)測機(jī)構(gòu)，所述監(jiān)測機(jī)構(gòu)用于監(jiān)測所述巖體試樣的形變和所述巖體試樣周圍環(huán)境溫度和濕度；

所述加載機(jī)構(gòu)包括第一加載組件、第二加載組件和第三加載組件，所述第一加載組件、所述第二加載組件和所述第三加載組件均包括伸縮驅(qū)動件和加壓板，所述加壓板設(shè)置在所述試樣放置槽中，所述加壓板正對所述巖體試樣，所述伸縮驅(qū)動件和所述斜坡固定連接，所述加壓板固定安裝在所述伸縮驅(qū)動件的自由端；

所述第一加載組件上的所述伸縮驅(qū)動件沿著所述斜坡向下伸縮，所述第二加載組件和所述第三加載組件的所述伸縮驅(qū)動件的伸縮方向均和所述第一加載組件的所述伸縮驅(qū)動件的伸縮方向垂直，所述第二加載組件和所述第三加載組件對稱設(shè)置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗裝置，其特征在于：所述制冷組件包括制冷器和換熱管道，所述換熱管道設(shè)置在所述凍融罩內(nèi)部，所述制冷器產(chǎn)生的負(fù)溫循環(huán)液在所述換熱管道中循環(huán)傳輸。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗裝置，其特征在于：所述加熱組件包括若干磁感應(yīng)線圈，所述磁感應(yīng)線圈和所述凍融罩固定連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗裝置，其特征在于：還包括自然風(fēng)模擬機(jī)構(gòu)和日照模擬機(jī)構(gòu)，所述自然風(fēng)模擬機(jī)構(gòu)和所述日照模擬機(jī)構(gòu)均固定安裝在所述凍融罩內(nèi)部。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗裝置，其特征在于：所述降雨模擬機(jī)構(gòu)包括噴頭、水泵和水槽，所述噴頭和所述凍融罩固定連接，所述噴頭正對所述巖體試樣，所述水泵連通所述噴頭和所述水槽。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗裝置，其特征在于：所述自然風(fēng)模擬機(jī)構(gòu)包括循環(huán)風(fēng)機(jī)和循環(huán)管道，所述凍融罩上開設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)的出風(fēng)端連通所述進(jìn)風(fēng)口，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)端連通所述出風(fēng)口。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗裝置，其特征在于：所述日照模擬機(jī)構(gòu)包括若干紫外線照射燈，所述紫外線照射燈固定安裝在所述凍融罩頂部。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗裝置，其特征在于：所述監(jiān)測機(jī)構(gòu)包括相機(jī)、應(yīng)變片、溫度傳感器和濕度傳感器，所述相機(jī)和所述凍融罩固定連接，所述巖體試樣在所述相機(jī)的拍攝范圍內(nèi)，所述巖體試樣上貼有若干應(yīng)變片，所述凍融罩內(nèi)部布置有溫度傳感器和濕度傳感器，所述砂土中設(shè)置有溫度傳感器和濕度傳感器；

所述坡度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括若干伸縮推動桿，所述伸縮推動桿的一端和所述底座鉸接，所述伸縮推動桿的另一端和所述斜坡鉸接。

9.一種巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗方法，適用于權(quán)利要求1-8任一所述的巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗裝置，其特征在于，包括如下步驟：

將所述巖體試樣放置到所述試樣放置槽中，在所述巖體試樣周圍填充滿砂土，通過所述坡度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將所述斜坡升到設(shè)定高度，啟動所述加載機(jī)構(gòu)進(jìn)行加載，蓋上所述凍融罩，預(yù)設(shè)好制冷時間、加熱時間和降雨時間，所述制冷組件、所述加熱組件和所述降雨模擬機(jī)構(gòu)根據(jù)預(yù)設(shè)時間分別進(jìn)行循環(huán)制冷、解凍和降雨。