一種用于模擬裂隙擴展的真三軸試驗裝置的制造方法
【專利摘要】一種用于模擬裂隙擴展的真三軸試驗裝置，包括基座，所述基座上方放置試件，所述試件前、后、左、右四個方向分別設有壓力頭，所述壓力頭與所述試件接觸的一面設有密封層，所述上壓力頭由上壓力頭中空部分和上壓力頭實體部分組成；液體硅膠由注漿壓力泵經管路向所述上壓力頭中空部分推送，管路上設有注漿壓力表和溢流閥。本實用新型的有益效果是：通過分析各試件受壓之后取出的硅凝膠形狀，得到裂隙擴展規(guī)律，進而調整試件配比，重復多次試驗得到理想配比；三維物理模擬裂隙擴展可以更加形象地表示裂隙發(fā)育程度，為裂隙擴展研究提供參考；操作簡單、方便。
【專利說明】
一種用于模擬裂隙擴展的真三軸試驗裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種模擬裂隙擴展裝置，尤其是一種用于實驗室真三軸試驗模擬裂隙擴展的裝置。
【背景技術】
[0002]對于工程巖體而言，由于爆破、加載開挖卸荷等工程擾動的影響，不可避免地會在原巖基礎上產生新的裂隙，這些因工程擾動而新增的裂隙必將使巖體遭受損傷，對巖體的力學特性造成不利影響。通過真三軸試驗模擬裂隙擴展，對裂隙發(fā)育定性分析，對于巖石損傷分析有很大的價值。
[0003]在以往的研究中為了便于觀測裂隙的擴展機理，很多研究者采用樹脂玻璃等透明均勻的相似材料來制作三維裂隙試樣。然而，由于巖石內部是非均質各向異性的，三維裂隙的搭接、擴展機理和模式與均勻材料相差很大，有些樹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。液體硅膠是相對固體高溫硫化硅橡膠來說的，其為液體膠，具有流動性好，硫化快，更安全環(huán)保，并且液體硅膠具有優(yōu)異的透明度、抗撕裂強度和回彈性，廣泛用于注塑成型工藝。
[0004]為了觀測真實巖石試件的裂隙的擴展規(guī)律，許多學者采用CT技術。紅外熱像技術或者聲發(fā)射技術來觀測分析內部微裂紋的擴展現(xiàn)象，并得到了很多重要結論。但是，這幾類技術所使用的一起費用較高，一般的真三軸試驗很難具備這種條件。

【發(fā)明內容】

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

[0009]附圖為本實用新型結構示意圖。
[0010]附圖標號: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。
【具體實施方式】
[0011 ]下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
[0012]一種用于模擬裂隙擴展的真三軸試驗裝置，包括基座1，基座I上方放置試件14，試件14前、后、左、右四個方向分別設有壓力頭，壓力頭與試件14接觸的一面設有密封層4，密封層4防止液體溢出；微機控制上壓力頭5向下移動并對試件14產生壓力，上壓力頭5由上壓力頭中空部分7和上壓力頭實體部分6組成;液體硅膠由注漿壓力栗13經管路向上壓力頭中空部分6推送，管路上設有注漿壓力表10和溢流閥11，注漿壓力表10起監(jiān)控作用，溢流閥11起保護作用;試件15產生裂隙穩(wěn)定之后開始注漿，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經孔隙8注入裂隙9，待注入量不隨注漿壓力變化而變化時，關閉注漿閥12并停止加壓。
[0013]—種用于模擬裂隙擴展的真三軸試驗裝置，包括以下步驟:
[0014]I)確定配比方案，制備出直徑50mm、高度10mm的標準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展的真三軸試驗臺上，控制加載軸壓以及圍壓，圍壓由上、下、左、右四個壓力頭提供；
[0016]3)待試件發(fā)生破裂之后，軸向壓力停止加載，打開注漿壓力栗，向巖石裂隙內部注入液體娃膠；
[0017]4)壓力表示數(shù)達到預定數(shù)值后，停止注漿，等待凝固；
[0018]5)待液體硅膠完全凝固后，取出試塊內部裂隙所形成的硅凝膠，觀察裂隙擴張情況。
[0019]—種模擬裂隙擴展單軸試驗裝置，還可以模擬預制裂隙擴展情況，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的有預制裂隙的標準巖石試樣；
[0021]2)將試件放在模擬裂隙擴展單軸試驗臺上，控制加載軸壓以及圍壓；
[0022]3)當上壓力頭下壓一定長度時，保持壓力恒定，打開注漿壓力栗，向巖石裂隙內部注漿，壓力表示數(shù)達到預定數(shù)值后，停止注漿，等待凝固；
[0023]4)待液體硅膠完全凝固后，取出試塊內部裂隙所形成的硅凝膠，觀察裂隙擴張情況；
[0024]5)更換試塊，用同樣的方法得到上壓力頭下壓不通長度所形成的硅凝膠；
[0025]對比所形成的硅凝膠，得到預制裂隙擴張模型，觀察預制裂隙變化規(guī)律。
【主權項】
1.一種用于模擬裂隙擴展的真三軸試驗裝置，包括基座，所述基座上方放置試件，所述試件前、后、左、右四個方向分別設有壓力頭，所述壓力頭與所述試件接觸的一面設有密封層，所述上壓力頭由上壓力頭中空部分和上壓力頭實體部分組成;液體硅膠由注漿壓力栗經管路向上壓力頭中空部分推送，管路上設有注漿壓力表和溢流閥。
【文檔編號】G01N3/08GK205719785SQ201620654060
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】趙金海, 劉占新, 張鑫
【申請人】山東科技大學