本實(shí)用新型屬于巖土工程領(lǐng)域，涉及一種試驗(yàn)密封機(jī)構(gòu)，尤其是涉及一種二維巖石試樣剪切-滲流試驗(yàn)密封機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

液體在巖土體中的滲流是一種有代表性的工程現(xiàn)象，廣泛存在于地下儲(chǔ)油洞庫、地下管線等工程修建中。天然界的巖體中，由于受到自重及上覆壓力的作用，往往處于受剪切的狀態(tài)。因此對(duì)巖體在受剪切條件下滲流特性的研究，有著重要的理論及工程指導(dǎo)意義。室內(nèi)巖石研究-滲流試驗(yàn)即用于研究這一問題，在巖石剪切-滲流試驗(yàn)中，需要使水體沿著巖石試樣中的特定路徑進(jìn)行滲流，而在巖石試樣邊緣需要進(jìn)行密封；滲流又是伴隨著剪切而發(fā)生，也就是說巖石試樣邊緣密封面的結(jié)構(gòu)尺寸在試驗(yàn)中會(huì)發(fā)生改變。因此在巖石剪切-滲流試驗(yàn)中，有效的密封是關(guān)鍵技術(shù)，目前這一技術(shù)并未得以很好地解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決巖石剪切-滲流試驗(yàn)未解決有效密封技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供一種二維巖石試樣剪切-滲流試驗(yàn)密封機(jī)構(gòu)，石剪切-滲流試驗(yàn)中，在通過巖石試樣周圍設(shè)置密封結(jié)構(gòu)，對(duì)上述問題予以有效解決。

本實(shí)用新型為解決上述問題采用如下的技術(shù)方案：

一種二維巖石試樣剪切-滲流試驗(yàn)密封機(jī)構(gòu)，包括巖石試樣，其特征在于：所述巖石試樣表面有一道裂隙，所述巖石試樣四周分布有透水區(qū)域；

所述巖石試樣上下表面均設(shè)有密封墊；

平行于所述裂隙的所述巖石試樣兩側(cè)均設(shè)有第一壓板，所述第一壓板靠近所述巖石試樣的側(cè)面設(shè)有連續(xù)密封圈，所述第一壓板遠(yuǎn)離所述巖石試樣的側(cè)面連接有擠壓力施力機(jī)構(gòu)；

垂直于所述裂隙的所述巖石試樣兩側(cè)分別設(shè)有第二壓板和第三壓板，所述第二壓板和第三壓板靠近所述巖石試樣的側(cè)面設(shè)有連續(xù)密封圈，所述第二壓板遠(yuǎn)離所述巖石試樣的側(cè)面連接有剪切力施力機(jī)構(gòu)；

所述擠壓力施力機(jī)構(gòu)與所述剪切力施力機(jī)構(gòu)連接于同一個(gè)壓力源系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述二維巖石試樣尺寸為500mmx500mmx15mm，沿其表面正中的裂縫是一道貫通裂隙。

進(jìn)一步的，所述第三壓板內(nèi)部設(shè)有進(jìn)水通道，所述進(jìn)水通道連接第一透水孔，所述第二壓板內(nèi)部設(shè)有出水通道，所述出水通道連接第二透水孔。

進(jìn)一步的，所述巖石試樣外側(cè)設(shè)有反力框架。

進(jìn)一步的，所述擠壓力施力機(jī)構(gòu)包括依次連接的第一傳力接頭、第一稱重傳感器和第一氣液增壓缸。

進(jìn)一步的，所述剪切力施力機(jī)構(gòu)包括依次連接的第二傳力接頭、第二稱重傳感器和第二氣液增壓缸。

進(jìn)一步的，所述壓力源系統(tǒng)包括空壓機(jī)、增壓閥、控制裝置、第一電控比例閥和第二電控比例閥，所述第一電控比例閥和第二電控比例閥通過所述增壓閥連接所述空壓機(jī)。

進(jìn)一步的，所述第一氣液增壓缸和第二氣液增壓缸固定于所述反力框架相鄰的兩個(gè)邊。

進(jìn)一步的，所述第一氣液增壓缸連接所述第一電控比例閥。

進(jìn)一步的，所述第二氣液增壓缸連接所述第二電控比例閥。

本實(shí)用新型的有益效果在于：提供一種二維巖石試樣剪切-滲流試驗(yàn)密封機(jī)構(gòu)，在巖石試樣六個(gè)表面均施加密封：上下表面采用透明聚四氟乙烯材質(zhì)的密封墊整體密封；側(cè)面用特制連續(xù)密封圈對(duì)出水點(diǎn)及試樣整體進(jìn)行密封，連續(xù)密封圈材質(zhì)為聚四氟乙烯，具有較好的變形性能，因而可以適應(yīng)巖石板的剪切變形。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型具體實(shí)施方式，下面將對(duì)具體實(shí)施方式描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施方式，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型的受力結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為擠壓力施力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，A.巖石試樣 A1.裂隙 1a.密封墊

1b.連續(xù)密封圈 23.透水區(qū)域 23a.第一透水孔

23b.第二透水孔 52.反力框架 53.擠壓力施力機(jī)構(gòu)

54.剪切力施力機(jī)構(gòu) 53a.第一壓板 53e.第一傳力接頭

53f.第一氣液增壓缸 53g.第一稱重傳感器 54a.第二壓板

54b.第三壓板 54c.進(jìn)水通道 54d.出水通道

54e.第二傳力接頭 54f.第二氣液增壓缸 54g.第二稱重傳感器

60.壓力源系統(tǒng) 61.空壓機(jī) 62.增壓閥

63.控制裝置 64.第一電控比例閥 65.第二電控比例閥

具體實(shí)施方式

在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，術(shù)語“上”、“下”、“頂部”、“底部”、“縱向”等指示的方位或狀態(tài)關(guān)系為基于附圖所示的方位或狀態(tài)關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的機(jī)構(gòu)或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。

如圖1-3所示，本實(shí)用新型提供一種二維巖石試樣剪切-滲流試驗(yàn)密封機(jī)構(gòu)，包括巖石試樣A，所述巖石試樣A表面有一道裂隙A1，所述巖石試樣A四周分布有透水區(qū)域23；

所述巖石試樣A上下表面均設(shè)有密封墊1a；

平行于所述裂隙A1的所述巖石試樣A兩側(cè)均設(shè)有第一壓板53a，所述第一壓板53a靠近所述巖石試樣A的側(cè)面設(shè)有連續(xù)密封圈1b，所述第一壓板53a遠(yuǎn)離所述巖石試樣A的側(cè)面連接有擠壓力施力機(jī)構(gòu)53；

垂直于所述裂隙A1的所述巖石試樣A兩側(cè)分別設(shè)有第二壓板54a和第三壓板54b，所述第二壓板54a和第三壓板54b靠近所述巖石試樣A的側(cè)面設(shè)有連續(xù)密封圈1b，所述第二壓板54a遠(yuǎn)離所述巖石試樣A的側(cè)面連接有剪切力施力機(jī)構(gòu)54；

所述擠壓力施力機(jī)構(gòu)53與所述剪切力施力機(jī)構(gòu)54連接于同一個(gè)壓力源系統(tǒng)6。

需要指出的是，所述二維巖石試樣A尺寸為500mmx500mmx15mm，沿其表面正中的裂縫A1是一道貫通裂隙。

在本實(shí)用新型中，可以考慮，所述第三壓板54b內(nèi)部設(shè)有進(jìn)水通道54c，所述進(jìn)水通道54c連接第一透水孔23a，所述第二壓板54a內(nèi)部設(shè)有出水通道54d，所述出水通道54d連接第二透水孔23b。

在本實(shí)用新型中，可以考慮，所述巖石試樣1外側(cè)設(shè)有反力框架52。

在本實(shí)用新型中，可以考慮，所述擠壓力施力機(jī)構(gòu)53包括依次連接的第一傳力接頭53e、第一稱重傳感器53g和第一氣液增壓缸53f。

在本實(shí)用新型中，可以考慮，所述剪切力施力機(jī)構(gòu)54包括依次連接的第二傳力接頭54e、第二稱重傳感器54g和第二氣液增壓缸54f。

在本實(shí)用新型中，可以考慮，所述壓力源系統(tǒng)6包括空壓機(jī)61、增壓閥62、控制裝置63、第一電控比例閥64和第二電控比例閥65，所述第一電控比例閥64和第二電控比例閥65通過所述增壓閥連接所述空壓機(jī)61。

需要指出的是，所述第一氣液增壓缸53f和第二氣液增壓缸54f固定于所述反力框架52相鄰的兩個(gè)邊。

需要指出的是，所述第一氣液增壓缸53f連接所述第一電控比例閥64。

需要指出的是，所述第二氣液增壓缸54f連接所述第二電控比例閥65

二維巖石試樣A的尺寸為500mmx500mmx15mm，沿其表面(500mmx500mm的面)正中有一道貫通裂隙A1。試驗(yàn)時(shí)，在與裂隙垂直方向施加擠壓力、同時(shí)在與裂隙平行方向施加剪切力，使巖石試樣A沿著裂隙A1發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，即剪切；在裂隙一端進(jìn)水通道54c的進(jìn)水口以特定水壓注水，同時(shí)在裂隙另一端出水通道54b的出水口收集滲出的水體，并對(duì)流速、流量進(jìn)行測量。巖石試樣A上、下表面覆有鋼化玻璃，以觀測滲流情況。本實(shí)用新型的密封機(jī)構(gòu)即應(yīng)用于上述試驗(yàn)設(shè)備，即在巖石試樣A六個(gè)表面均施加密封：上下表面采用透明聚四氟乙烯材質(zhì)的密封墊1a整體密封；側(cè)面用特制連續(xù)密封圈1b對(duì)出水點(diǎn)及試樣整體進(jìn)行密封，連續(xù)密封圈1b材質(zhì)為聚四氟乙烯，具有較好的變形性能，因而可以適應(yīng)巖石板的剪切變形。

以上通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。