一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备制造技术

本发明专利技术提供一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备，包括试验平台、试验箱和试验箱外罩，试验箱外罩嵌于试验平台上，试验箱设于试验箱外罩内且由六加压板拼接，每一加压板垂直连接一加压杆一端，每一加压杆另一端连接一液压缸，且试验箱除底面之外的其他各面所连接的加压杆均贯穿试验箱外罩各面，加压杆上安装压力传感器和位移传感器，试验箱外罩上方安装有CT扫描仪，试验装备包括注水管道和计算机，注水管道一端接入试验箱外罩，另一端连接水泵，计算机连接水泵、所有液压缸、压力传感器、位移传感器和CT扫描仪。本发明专利技术的有益效果：可进行真实应力条件下的干湿循环崩解试验和三轴试验，揭示库岸泥岩在干湿循环条件下的力学影响。

【技术实现步骤摘要】
一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备
本专利技术涉及岩土工程
，尤其涉及一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备。
技术介绍
在干湿循环条件下，泥岩通常表现出明显的遇水崩解、溶蚀、泥化、失水干裂等特性，极易引发相应的工程问题，因而引起人们的广泛关注。泥岩干湿循环崩解试验研究已经较为普遍，国内外不少学者均开展过相关研究，不仅从宏观和微观层面揭示了泥岩崩解机理，还提出系列量化指标用于定量表征泥岩崩解机制及崩解程度，服务工程实践。目前该类试验的操作方法存在一个共同特点，即首先将泥岩切割成块状，然后在无侧限压力下进行干湿循环。然而，纵观三峡库区巴东段的红层泥岩岸坡失稳事件可以发现，泥岩库岸经受库水位周期性升降而长期处于干湿循环状态，崩解、泥化等现象十分突出，由于原生裂隙的存在，干湿循环可逐步向纵深方向发展，导致表层以下的泥质岩亦遭受崩解软化，并最终可在重力及外部环境作用下形成深部软弱面从而诱发库岸滑坡。表明库岸泥岩的干湿循环过程并非完全是在无侧限压力条件下进行的。尤其就泥岩库岸滑坡来看，其滑带、滑床部位的岩体必然是在原有地应力条件下经历周期性干湿循环，并逐步发生弱化，从而构成库岸边坡独特的演化过程机制。显然，现有的无侧限干湿循环崩解试验方法已经难以符合库岸泥岩的真实力学条件。因此，基于目前试验方法与所需试验条件之间的矛盾，需要在实现泥岩试样干湿循环的基础上，设计出一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备，以弥补以往试验方法的不足。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备。本专利技术的实施例提供一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备，包括试验平台、试验箱和试验箱外罩，所述试验箱外罩为无底面的长方体且下端嵌于所述试验平台上，所述试验箱由六加压板拼接成一长方体构成，所述试验箱设置于所述试验箱外罩内且所述试验箱除底面的五个面与所述试验箱外罩的五个面一一相对，每一所述加压板外表面垂直连接一加压杆一端，每一加压杆另一端连接一液压缸，且所述试验箱除底面之外的其他各面所连接的加压杆均贯穿与该面相对的所述试验箱外罩的面，每一所述加压杆上均安装有压力传感器和位移传感器，所述试验箱外罩上方安装有CT扫描仪，所述试验装备还包括注水管道和计算机，所述注水管道一端接入所述试验箱外罩，另一端连接水泵，所述计算机连接所述水泵、所有液压缸、所有压力传感器、所有位移传感器和所述CT扫描仪，所述试验箱内填充泥岩试样，所述计算机控制所述水泵对所述试验箱外罩内注水，所述计算机控制所有液压缸对所述试验箱施压，所有压力传感器和所有位移传感器分别监测各加压杆的压力和位移并将压力和位移数据传输至所述计算机，所述CT扫描仪对泥岩试样的各个截面进行扫描并将扫描信息传输至所述计算机，所述计算机拼凑该扫描信息形成泥岩试样崩解裂纹发展图。进一步地，所述试验平台上表面设有电热管且所述电热管位于所述试验箱外罩内。进一步地，所述加压板上设有若干均匀分布的蒸发孔。进一步地，包括底座，所述底座上表面铺设有若干条平直滑轨，所述滑轨上安装有滑动滚珠，所述试验平台通过滚珠接触放置于所有平直滑轨上。进一步地，包括排水管道，所述排水管道一端接入所述试验箱外罩底部，另一端设有控制阀。进一步地，所述试验箱外罩顶面设有若干环状分布的排气孔。进一步地，所述试验箱外罩四侧面外围的四所述液压缸为侧向液压缸，每一所述侧向液压缸下端固定于一载台上，所有载台均固定于所述试验平台上，两相对的所述侧向液压缸与另外两相对的所述侧向液压缸正交。进一步地，所述试验平台上固定有框架柱，所述试验箱顶面连接的液压缸固定于所述框架柱上。进一步地，所述试验箱外罩内所述试验平台上设有立脚，所述试验箱底面连接的液压缸固定于所述立脚上。进一步地，所述试验箱外罩包括四罩壳，所述罩壳包括三罩板，三所述罩板中两两相互垂直连接，且所述罩壳的侧边缘和上边缘均为卯榫结构，四所述罩壳之间通过卯榫连接形成所述试验箱外罩，所述试验平台上表面设有镶嵌槽，所述试验箱外罩下端嵌入所述镶嵌槽内将所述试验箱外罩密封。本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术的一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备，试验箱外罩为泥岩试验提供干湿循环条件，试验箱模拟泥岩真实受力情况，CT扫描仪对泥岩试样各断面进行实时扫描，记录各环次数下泥岩的崩解碎裂状况及程度，研究崩解后碎裂样粒径级配的变化，揭示崩解机理，方便研究崩解后试样颗粒级配的变化。且干湿循环崩解试验结束后，装备可对泥岩试样继续加载，实现泥岩在循环崩解过程中的三轴试验，配合CT扫描技术亦可揭示试样在压缩变形过程中的裂纹扩展规律和破碎状况，便于从微观层面解释试样在干湿循环崩解过程中的三轴压缩宏观力学特性，对于揭示库区泥岩岸坡在库水升降，即干湿循环条件下的力学响应具有积极意义。附图说明图1是本专利技术一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备的示意图；图2是本专利技术一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备图1中的A-A剖视图；图3是本专利技术一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备图1中的B-B剖视图；图4是本专利技术一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备图1中的C-C剖视图；图5是图1中试验箱外罩16的示意图。图中：1-CT扫描仪、2-轴向液压缸、3-加压杆、4-框架柱、5-加压板、6-侧向液压缸、7-位移传感器、8-载台、9-电热管、10-平直滑轨、11-排水管道、12-控制阀、13-试验箱、14-压力传感器、15-底座、16-试验箱外罩、17-竖向轴承、18-滑动滚珠、19-试验平台、20-注水管道、21-计算机、22-水泵、23-蒸发孔、24-立脚、25-排气孔、26-罩壳、27-竖向榫外板、28-竖向榫内板、29-水平榫底板、30-水平榫盖板、31-侧向轴孔、32-竖向轴孔。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。请参考图1～图5，本专利技术的实施例提供了一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备，包括底座15和试验平台19、试验箱5和试验箱外罩16。所述底座15上表面铺设有若干条平直滑轨10，所述滑轨上安装有滑动滚珠18，所述试验平台19通过滚珠接触放置于所有平直滑轨10上，所述试验平台19上固定有框架柱4，所述框架柱4上安装有竖向轴承17，所述试验平台19上设有立脚24。所述试验箱外罩16为无底端面的长方体且嵌于所述试验平台19上，所述试验箱外罩16包括四罩壳26，所述罩壳26顶面设有若干环状分布的排气孔25，所述罩壳26包括三罩板，三所述罩板中两两相互垂直连接，所述罩壳26的侧边缘设有竖向榫外板27或竖向榫内板28，所述竖向榫外板27中部和所述竖向榫内板28中部均设有半圆孔，所述罩壳26上端面的边缘均设有水平榫盖板30和水平榫底板29，所述水平榫盖板30靠内一端和所述水平榫底板29靠内一端均设有圆弧孔，相邻两所述罩壳26之间竖直方向通过所述竖向榫外板27和所述竖向榫内板28配合卯榫连接且两所述半圆孔合并为侧向轴孔27，该两所述罩壳26之间水平方向通过所述水平榫盖板30和所述水平榫底板29配合卯榫连接，四所述罩壳26之间通过卯榫连接形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备，其特征在于：包括试验平台、试验箱和试验箱外罩，所述试验箱外罩为无底面的长方体且下端嵌于所述试验平台上，所述试验箱由六加压板拼接成一长方体构成，所述试验箱设置于所述试验箱外罩内且所述试验箱除底面的五个面与所述试验箱外罩的五个面一一相对，每一所述加压板外表面垂直连接一加压杆一端，每一加压杆另一端连接一液压缸，且所述试验箱除底面之外的其他各面所连接的加压杆均贯穿与该面相对的所述试验箱外罩的面，每一所述加压杆上均安装有压力传感器和位移传感器，所述试验箱外罩上方安装有CT扫描仪，所述试验装备还包括注水管道和计算机，所述注水管道一端接入所述试验箱外罩，另一端连接水泵，所述计算机连接所述水泵、所有液压缸、所有压力传感器、所有位移传感器和所述CT扫描仪，所述试验箱内填充泥岩试样，所述计算机控制所述水泵对所述试验箱外罩内注水，所述计算机控制所有液压缸对所述试验箱施压，所有压力传感器和所有位移传感器分别监测各加压杆的压力和位移并将压力和位移数据传输至所述计算机，所述CT扫描仪对泥岩试样的各个截面进行扫描并将扫描信息传输至所述计算机，所述计算机拼凑该扫描信息形成泥岩试样崩解裂纹发展图。...

【技术特征摘要】
1.一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备，其特征在于：包括试验平台、试验箱和试验箱外罩，所述试验箱外罩为无底面的长方体且下端嵌于所述试验平台上，所述试验箱由六加压板拼接成一长方体构成，所述试验箱设置于所述试验箱外罩内且所述试验箱除底面的五个面与所述试验箱外罩的五个面一一相对，每一所述加压板外表面垂直连接一加压杆一端，每一加压杆另一端连接一液压缸，且所述试验箱除底面之外的其他各面所连接的加压杆均贯穿与该面相对的所述试验箱外罩的面，每一所述加压杆上均安装有压力传感器和位移传感器，所述试验箱外罩上方安装有CT扫描仪，所述试验装备还包括注水管道和计算机，所述注水管道一端接入所述试验箱外罩，另一端连接水泵，所述计算机连接所述水泵、所有液压缸、所有压力传感器、所有位移传感器和所述CT扫描仪，所述试验箱内填充泥岩试样，所述计算机控制所述水泵对所述试验箱外罩内注水，所述计算机控制所有液压缸对所述试验箱施压，所有压力传感器和所有位移传感器分别监测各加压杆的压力和位移并将压力和位移数据传输至所述计算机，所述CT扫描仪对泥岩试样的各个截面进行扫描并将扫描信息传输至所述计算机，所述计算机拼凑该扫描信息形成泥岩试样崩解裂纹发展图。2.如权利要求1所述的一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备，其特征在于：所述试验平台上表面设有电热管且所述电热管位于所述试验箱外罩内。3.如权利要求1所述的一种提供真实应力条件的泥岩干湿循环崩解试验装备，其特征在于：所述加压板上设有若干均匀分布的蒸发孔。4.如权利要求1所述的一种提供真实应力条件的泥岩干湿...

【专利技术属性】
技术研发人员：范志强，唐辉明，谭钦文，温韬，邹宗兴，马俊伟，杨迎铭，宁奕冰，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42