一種用于模擬裂隙擴(kuò)展的真三軸試驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】一種用于模擬裂隙擴(kuò)展的真三軸試驗(yàn)裝置，包括基座，所述基座上方放置試件，所述試件前、后、左、右四個(gè)方向分別設(shè)有壓力頭，所述壓力頭與所述試件接觸的一面設(shè)有密封層，所述上壓力頭由上壓力頭中空部分和上壓力頭實(shí)體部分組成；液體硅膠由注漿壓力泵經(jīng)管路向所述上壓力頭中空部分推送，管路上設(shè)有注漿壓力表和溢流閥。本實(shí)用新型的有益效果是：通過(guò)分析各試件受壓之后取出的硅凝膠形狀，得到裂隙擴(kuò)展規(guī)律，進(jìn)而調(diào)整試件配比，重復(fù)多次試驗(yàn)得到理想配比；三維物理模擬裂隙擴(kuò)展可以更加形象地表示裂隙發(fā)育程度，為裂隙擴(kuò)展研究提供參考；操作簡(jiǎn)單、方便。
【專利說(shuō)明】
一種用于模擬裂隙擴(kuò)展的真三軸試驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種模擬裂隙擴(kuò)展裝置，尤其是一種用于實(shí)驗(yàn)室真三軸試驗(yàn)?zāi)M裂隙擴(kuò)展的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于工程巖體而言，由于爆破、加載開(kāi)挖卸荷等工程擾動(dòng)的影響，不可避免地會(huì)在原巖基礎(chǔ)上產(chǎn)生新的裂隙，這些因工程擾動(dòng)而新增的裂隙必將使巖體遭受損傷，對(duì)巖體的力學(xué)特性造成不利影響。通過(guò)真三軸試驗(yàn)?zāi)M裂隙擴(kuò)展，對(duì)裂隙發(fā)育定性分析，對(duì)于巖石損傷分析有很大的價(jià)值。
[0003]在以往的研究中為了便于觀測(cè)裂隙的擴(kuò)展機(jī)理，很多研究者采用樹(shù)脂玻璃等透明均勻的相似材料來(lái)制作三維裂隙試樣。然而，由于巖石內(nèi)部是非均質(zhì)各向異性的，三維裂隙的搭接、擴(kuò)展機(jī)理和模式與均勻材料相差很大，有些樹(shù)脂類材料需要在低溫條件下才能表現(xiàn)良好的脆性斷裂特征。液體硅膠是相對(duì)固體高溫硫化硅橡膠來(lái)說(shuō)的，其為液體膠，具有流動(dòng)性好，硫化快，更安全環(huán)保，并且液體硅膠具有優(yōu)異的透明度、抗撕裂強(qiáng)度和回彈性，廣泛用于注塑成型工藝。
[0004]為了觀測(cè)真實(shí)巖石試件的裂隙的擴(kuò)展規(guī)律，許多學(xué)者采用CT技術(shù)。紅外熱像技術(shù)或者聲發(fā)射技術(shù)來(lái)觀測(cè)分析內(nèi)部微裂紋的擴(kuò)展現(xiàn)象，并得到了很多重要結(jié)論。但是，這幾類技術(shù)所使用的一起費(fèi)用較高，一般的真三軸試驗(yàn)很難具備這種條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)上的不足，提供了一種用于模擬裂隙擴(kuò)展的真三軸試驗(yàn)裝置，為研究工程巖體損傷裂隙擴(kuò)展規(guī)律提供依據(jù)。
[0006]為達(dá)到上述目的，采用技術(shù)方案如下:
[0007]一種用于模擬裂隙擴(kuò)展的真三軸試驗(yàn)裝置，包括基座，基座上方放置試件，試件前、后、左、右四個(gè)方向分別設(shè)有壓力頭，壓力頭與試件接觸的一面設(shè)有密封層，密封層防止液體溢出；微機(jī)控制上壓力頭向下移動(dòng)并對(duì)試件產(chǎn)生壓力，上壓力頭由上壓力頭中空部分和上壓力頭實(shí)體部分組成;液體硅膠由注漿壓力栗經(jīng)管路向上壓力頭中空部分推送，管路上設(shè)有注漿壓力表和溢流閥，注漿壓力表起監(jiān)控作用，溢流閥起保護(hù)作用;試件產(chǎn)生裂隙穩(wěn)定之后開(kāi)始注漿，在注漿壓力栗的作用下，液體硅膠由上壓力頭中空部分經(jīng)孔隙注入裂隙，待注入量不隨注漿壓力變化而變化時(shí)，關(guān)閉注漿閥并停止加壓。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:通過(guò)分析各試件受壓之后取出的硅凝膠形狀，得到裂隙擴(kuò)展規(guī)律，進(jìn)而改變?cè)嚰浔?，重?fù)多次試驗(yàn)得到理想配比；三維物理模擬裂隙擴(kuò)展可以更加形象地表示裂隙發(fā)育程度，為裂隙擴(kuò)展研究提供參考;操作簡(jiǎn)單、方便。
【附圖說(shuō)明】

[0009]附圖為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]附圖標(biāo)號(hào):1.基座2.左壓力頭3.右壓力頭4.密封層5.上壓力頭6.上壓力頭實(shí)體部分7.上壓力頭中空部分8.孔隙9.裂隙10.注漿壓力表11.溢流閥12.注漿閥13.注漿壓力栗14.試件。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0012]一種用于模擬裂隙擴(kuò)展的真三軸試驗(yàn)裝置，包括基座1，基座I上方放置試件14，試件14前、后、左、右四個(gè)方向分別設(shè)有壓力頭，壓力頭與試件14接觸的一面設(shè)有密封層4，密封層4防止液體溢出；微機(jī)控制上壓力頭5向下移動(dòng)并對(duì)試件14產(chǎn)生壓力，上壓力頭5由上壓力頭中空部分7和上壓力頭實(shí)體部分6組成;液體硅膠由注漿壓力栗13經(jīng)管路向上壓力頭中空部分6推送，管路上設(shè)有注漿壓力表10和溢流閥11，注漿壓力表10起監(jiān)控作用，溢流閥11起保護(hù)作用;試件15產(chǎn)生裂隙穩(wěn)定之后開(kāi)始注漿，在注漿壓力栗13的作用下，液體硅膠由上壓力頭中空部分7經(jīng)孔隙8注入裂隙9，待注入量不隨注漿壓力變化而變化時(shí)，關(guān)閉注漿閥12并停止加壓。
[0013]—種用于模擬裂隙擴(kuò)展的真三軸試驗(yàn)裝置，包括以下步驟:
[0014]I)確定配比方案，制備出直徑50mm、高度10mm的標(biāo)準(zhǔn)巖石試樣并將其放在同一環(huán)境下培養(yǎng)；
[0015]2)將試件放在模擬裂隙擴(kuò)展的真三軸試驗(yàn)臺(tái)上，控制加載軸壓以及圍壓，圍壓由上、下、左、右四個(gè)壓力頭提供；
[0016]3)待試件發(fā)生破裂之后，軸向壓力停止加載，打開(kāi)注漿壓力栗，向巖石裂隙內(nèi)部注入液體娃膠；
[0017]4)壓力表示數(shù)達(dá)到預(yù)定數(shù)值后，停止注漿，等待凝固；
[0018]5)待液體硅膠完全凝固后，取出試塊內(nèi)部裂隙所形成的硅凝膠，觀察裂隙擴(kuò)張情況。
[0019]—種模擬裂隙擴(kuò)展單軸試驗(yàn)裝置，還可以模擬預(yù)制裂隙擴(kuò)展情況，包括以下步驟:
[0020]I)確定配比方案，每一種方案配比制備出5塊直徑50mm、高度10mm的有預(yù)制裂隙的標(biāo)準(zhǔn)巖石試樣；
[0021]2)將試件放在模擬裂隙擴(kuò)展單軸試驗(yàn)臺(tái)上，控制加載軸壓以及圍壓；
[0022]3)當(dāng)上壓力頭下壓一定長(zhǎng)度時(shí)，保持壓力恒定，打開(kāi)注漿壓力栗，向巖石裂隙內(nèi)部注漿，壓力表示數(shù)達(dá)到預(yù)定數(shù)值后，停止注漿，等待凝固；
[0023]4)待液體硅膠完全凝固后，取出試塊內(nèi)部裂隙所形成的硅凝膠，觀察裂隙擴(kuò)張情況；
[0024]5)更換試塊，用同樣的方法得到上壓力頭下壓不通長(zhǎng)度所形成的硅凝膠；
[0025]對(duì)比所形成的硅凝膠，得到預(yù)制裂隙擴(kuò)張模型，觀察預(yù)制裂隙變化規(guī)律。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于模擬裂隙擴(kuò)展的真三軸試驗(yàn)裝置，包括基座，所述基座上方放置試件，所述試件前、后、左、右四個(gè)方向分別設(shè)有壓力頭，所述壓力頭與所述試件接觸的一面設(shè)有密封層，所述上壓力頭由上壓力頭中空部分和上壓力頭實(shí)體部分組成;液體硅膠由注漿壓力栗經(jīng)管路向上壓力頭中空部分推送，管路上設(shè)有注漿壓力表和溢流閥。
【文檔編號(hào)】G01N3/08GK205719785SQ201620654060
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月28日
【發(fā)明人】趙金海, 劉占新, 張?chǎng)?
【申請(qǐng)人】山東科技大學(xué)