專利名稱：巖石破裂過程加載試驗(yàn)裝置中的浸蝕觀測盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種巖石破裂過程加載試驗(yàn)裝置中的浸蝕觀測盒，可用于細(xì)觀巖石力學(xué)試驗(yàn)中在試件浸泡的同時(shí)對(duì)試件進(jìn)行加載和多方位觀測。
在細(xì)觀巖石力學(xué)試驗(yàn)中，研究試件在潮濕或化學(xué)腐蝕條件下裂紋的擴(kuò)展規(guī)律非常重要。在這類試驗(yàn)中，常用的浸蝕裝置是利用簡單的塑料片粘貼于試件的表面，如Manabu UTAGA WA，Masahiro SET()，KunihisaKATSUYAMA and Kikuo MATSUI，Evaluation of Fracturre Tough-ness of Rocks in Wet and Chemical Conditon，資源匕素材，Vol.114，P.856—861(1998)。這樣的浸蝕裝置的最大特點(diǎn)是簡單，但是，由于它需要根據(jù)試件的尺寸進(jìn)行特制，并安裝于試件表面，因此，在進(jìn)行試驗(yàn)之前必須做大量的重復(fù)性工作，而且這樣的浸泡只是試件的局部，它無法完成對(duì)整個(gè)試件的浸泡。另外，由于塑料片透明性差，它完全遮住了試件表面上的裂紋，影響了對(duì)裂紋的觀測，這對(duì)研究試件在浸泡條件下裂紋的擴(kuò)展規(guī)律十分不利。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述浸蝕裝置中存在的問題，提出一種巖石破裂過程加載試驗(yàn)裝置中的浸蝕觀測盒，它可以實(shí)現(xiàn)細(xì)觀巖石力學(xué)試驗(yàn)在對(duì)整個(gè)試件進(jìn)行浸泡的同時(shí)邊加載邊觀測，而且提供多窗口進(jìn)行多方位觀測。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種巖石破裂過程加載試驗(yàn)裝置中的浸蝕觀測盒，它由盒體(1)、一對(duì)傳力柱(2)、一對(duì)“O”型密封圈(3)、和透明玻璃(4)組成。傳力柱與浸蝕觀測盒側(cè)壁采用“O”型圈密封，保證浸蝕觀測盒內(nèi)的溶液在傳力柱受力運(yùn)動(dòng)過程中不滲漏；浸蝕觀測盒的上部敝開，用于將試件安裝于浸蝕觀測盒內(nèi)和加注浸泡溶液，也可用于從上面觀測試件的上表面和在試驗(yàn)過程中補(bǔ)充溶液；浸蝕觀測盒的一側(cè)壁采用透明玻璃膠合，用于從側(cè)面對(duì)試件的多個(gè)表面進(jìn)行觀測，透明玻璃的高小于從45°傾斜觀測試件整個(gè)上表面的下界h0，同時(shí)又必須大于使試件處于完全浸泡狀態(tài)下溶液的最低位H0，保證多方位觀測和溶液不會(huì)在試件處于完全浸泡時(shí)出現(xiàn)漫溢。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)例作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。


圖1 浸蝕觀測盒的結(jié)構(gòu)圖(a剖面)圖2 浸蝕觀測盒的空間形態(tài)圖圖3 透明玻璃的尺寸(b剖面)如圖1、圖2、所示，本實(shí)用新型的浸蝕觀測盒由盒體(1)、一對(duì)傳力柱(2)、一對(duì)“O”形密封圈(3)和透明玻璃(4)組成。一對(duì)傳力柱(2)位于盒體(1)的兩個(gè)對(duì)稱側(cè)壁的中心軸上，且同軸對(duì)稱，傳力柱為圓柱體，其橫截面直徑大于試件的橫截面直徑(對(duì)于長方體試件為其橫截面對(duì)角線的長度)；一對(duì)傳力柱(2)與盒體(1)的兩個(gè)側(cè)壁之間的密封采用“O”形圈，保證傳力柱在受力運(yùn)動(dòng)過程中與側(cè)壁之間的完全密封，不會(huì)引起浸蝕觀測盒內(nèi)溶液的滲漏；浸蝕觀測盒的上部是敝開的，從這里可以將試件安裝于盒體(1)內(nèi)且處于一對(duì)傳力柱(2)之間，在試件安裝完成后將浸蝕觀測盒整體置于加載試驗(yàn)臺(tái)上，使一對(duì)傳力柱(2)均勻受力，一對(duì)傳力柱(2)則將所受的力傳遞到試件上，實(shí)現(xiàn)對(duì)試件的加載；溶液的注入是通過浸蝕觀測盒的上部(即敝開部分)，它可以在試驗(yàn)之前進(jìn)行，也可以在試驗(yàn)過程中進(jìn)行；浸蝕觀測盒的上部(即敝開部分)的另一個(gè)用途是提供對(duì)試件上表面進(jìn)行直接多方位觀測的窗口；透明玻璃(4)采用特種玻璃制作而成，保證其良好的透光性和抗化學(xué)腐蝕能力，它通過利用粘膠進(jìn)行膠合的辦法固定于盒體(1)上，透明玻璃(4)是提供一個(gè)側(cè)壁觀測窗口，使浸蝕觀測盒具有多窗口，實(shí)現(xiàn)對(duì)浸蝕觀測盒內(nèi)的試件進(jìn)行多方位觀測的能力；非觀測面還留有一定的空間，便于在試件表面布置多個(gè)探頭，用于破裂過程的監(jiān)測。
如圖3所示，為了能夠?qū)g觀測盒內(nèi)試件整個(gè)上表面進(jìn)行45°傾斜觀測必須使透明玻璃(4)的上邊界處于觀測范圍之外，也就是透明玻璃(4)的高小于從45°傾斜觀測試件整個(gè)上表面的下界h0，另外透明玻璃(4)的高又必須大于使試件處于完全浸泡狀態(tài)下溶液的最低位H0，保證溶液不會(huì)在試件處于完全浸泡時(shí)出現(xiàn)漫溢現(xiàn)象。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是(1)結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉；(2)安裝容易，不僅便于試件的安裝，而且對(duì)浸蝕觀測盒的安裝也十分容易；(3)具有整體試件浸泡能力；(4)具有多個(gè)窗口，提供巖石試件的多個(gè)表面的裂紋擴(kuò)展過程的多方位觀測的能力；(4)具有同步工作的能力，使試件在浸泡的同時(shí)能夠被同步加載和多方位觀測；(5)抗化學(xué)腐蝕能力；(6)多用途，不僅提供多窗口觀測，而且提供足夠的空間布置監(jiān)測用的探頭。
權(quán)利要求1.一種巖石破裂過程加載試驗(yàn)裝置中的浸蝕觀測盒，它由盒體(1)、一對(duì)傳力柱(2)、一對(duì)“O”形密封圈(3)和透明玻璃(4)組成；其特征是一對(duì)傳力柱(2)位于盒體(1)的兩個(gè)對(duì)稱側(cè)壁的中心軸上，且同軸對(duì)稱，傳力柱為圓柱體，一對(duì)傳力柱(2)與盒體(1)的兩個(gè)側(cè)壁之間采用“O”形圈密封；盒體(1)的一個(gè)側(cè)壁安裝透明玻璃(4)，盒體(1)的上部敝開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖石破裂過程加載試驗(yàn)裝置中的浸蝕觀測盒，其特征是透明玻璃(4)的高小于從45°傾斜觀測試件整個(gè)上表面的下界h0，同時(shí)又大于使試件處于完全浸泡狀態(tài)下溶液的最低位H0。
專利摘要一種巖石破裂過程加載試驗(yàn)裝置中的浸蝕觀測盒,它由盒體、傳力柱、“O”形密封圈、透明玻璃組成。傳力柱位于盒體的兩個(gè)對(duì)稱側(cè)壁的中心軸上,它與盒體側(cè)壁之間的密封采用“O”形密封圈；盒體的一個(gè)側(cè)壁安裝透明玻璃,它的高小于從45°傾斜觀測試件整個(gè)上表面的下界h
文檔編號(hào)G01N17/00GK2454772SQ0025587
公開日2001年10月17日 申請(qǐng)日期2000年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月5日
發(fā)明者王川嬰, 馮廈庭, 陳四利, 白世偉 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所