一种可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置，包括浆液注入构件、用于放置模拟岩石节理面胶结用的试件的若干承台组件及用于支撑固定浆液注入构件和承台组件的支撑体；浆液注入构件包括相互连通的第一注入盒和第二注入盒；第二注入盒呈长方体型，沿其长度方向所对称的两个面上开设有若干呈阵列排布、且与试件待胶结面匹配的开孔；支撑体包括底座和与底座固定为一体的两个支撑框架，两个支撑框架沿垂直方向设置有承台支撑层。该实验装置使浆液自然凝固，能够更加直观、真实的模拟岩石节理面被胶结加固的过程，得到更符合天然节理面的裂痕被胶结填充的岩石节理岩胶结试样，为研究岩石节理面剪切变形和破坏机制提供可靠有效数据。

An experimental device for cementation of rock joint surface in different stages by fluid

The utility model discloses a test device for cementation of rock joint surface by using fluid in stages, which comprises a slurry injection component, a number of cushion cap components for placing test pieces for cementation of simulated rock joint surface and a support body for supporting and fixing the slurry injection component and cushion cap components; the slurry injection component comprises a first injection box and a second injection box connected with each other; the second injection box In rectangular shape, there are several openings arranged in array and matched with the surface to be cemented of the test piece on the two symmetrical surfaces along the length direction; the support body includes the base and two support frames fixed with the base, and the two support frames are provided with bearing platform support layer along the vertical direction. The experimental device makes the slurry solidify naturally, which can more intuitively and truly simulate the process of cementation and reinforcement of the rock joint surface, and obtain the cementation sample of the rock joint which is more consistent with the cracks of the natural joint surface and filled by cementation, which provides reliable and effective data for the study of the shear deformation and failure mechanism of the rock joint surface.

【技术实现步骤摘要】
一种可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置
本技术属于岩土工程中关于岩石节理面研究领域，特别是一种可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置。
技术介绍
在漫长的地质历史演变过程中，岩石(体)经受了不同大小和不同方向的多期构造应力场的长期作用，从而导致了岩体结构面分布的随机性、形态的多样性和空间组合的复杂性，以至于对岩体结构的研究变得非常复杂，仅仅利用有限几个统计量(均值、方差等)难以全面描述结构面的特性。而且，由于天然露头或开挖面的限制，人们很难对岩体内结构面的几何参数进行系统而确定性的测量，使得对岩体中结构面特征的完备描述变得困难，有时甚至是不可能的。因此在岩体结构研究方面迫切需要更先进的分析手段和方法。目前对于模拟岩石节理面试样剪切变形和破坏机制的相关研究大都是利用数值模拟进行探究，少有通过具体试验在节理面之间加入胶结物探究其剪切强度和破坏机制。由于数值模拟不能有效直观的形成物理的岩石节理面，使得试验过程过于抽象化，不能形成直观的物理形象。即使在出现的少数岩石节理面胶结模拟的试验装置中，也仅能采用固体或塑性较强的半固体进行胶结，无法利用流体进行胶结。
技术实现思路
针对目前现有技术中使用数值模拟研究岩石节理面剪切变形和破坏机制存在的过程过于抽象、不能形成直观探究的问题，本技术的目的是提供一种可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置，可直观观察岩石节理面胶结过程，得到岩石节理面胶结试样。本技术提供的可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置，包括浆液注入构件、用于放置模拟岩石节理面胶结用的试件的若干承台组件及用于支撑固定浆液注入构件和承台组件的支撑体；所述浆液注入构件包括相互连通的第一注入盒和第二注入盒，两注入盒均为透明结构，其顶部开孔；第一注入盒底部设置有出水口；第二注入盒呈长方体型，沿其长度方向所对称的两个面上开设有若干呈阵列排布、且与试件待胶结面匹配的开孔；每组承台组件包括用于放置模拟岩石节理面胶结用的成对试件的两个透明承台；所述支撑体包括底座和与底座固定为一体的两个支撑框架，两个支撑框架沿垂直方向设置有承台支撑层；所述第一注入盒和第二注入盒垂直安装于底座上，第二注入盒嵌入到两个支撑框架之间，支撑框架上承台支撑层设计位置与第二注入盒上开设的每层开孔底边位置相匹配，数量与开孔层数相同。将承台组件放置于支撑框架支撑层上，然后成对试件放置于对应承台上，成对试件之间的间隙形成流体通道，然后通过第一注入盒和第二注入盒向成对试件的间隙注入所需浆液，所需浆液胶结后即得到岩石节理面胶结试样。第一注入盒和第二注入盒还可以起到控制浆液用量及稳定注浆位置的作用。上述可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置，还包括设置于第一注入盒和第二注入盒连通位置的可插拔第一阻隔件及设置于第二注入盒内、与第二注入盒上开设的相邻两列开孔之间间隔位置对应的可插拔第二阻隔件。第一阻隔件用于控制第一注入盒和第二注入盒内浆液的注入顺序；在浆液注入完成后，利用第二阻隔件用于将相邻试件隔开，以便于将胶结试样取出。在优选实现方式中，第二注入盒内、与第二注入盒上开设的相邻两列开孔之间设置的第二阻隔件数量为两个，第二注入盒上与第一注入盒连通端相对的一端设置有可插拔第三阻隔件，这样相当于将成对的试件单独隔离，更有利于试样脱膜。为了提高第一阻隔件、第二阻隔件和第三阻隔件的阻隔效果，第一阻隔件、第二阻隔件和第三阻隔件的宽度宽于第二注入盒沿其长度方向所对称的两个面之间的间隙，第二注入盒所对称的两个面内壁上开设有凹槽，相对两个凹槽构成放置第一阻隔件、第二阻隔件或第三阻隔件的插入空间。为了使操作方便，所有凹槽形状均相同，第一阻隔件、第二阻隔件和第三阻隔件的宽度也都相同。上述第一阻隔件、第二阻隔件和第二阻隔件可以为管件(例如中空方管)，也可以为板条，第一阻隔件、第二阻隔件和第二阻隔件的材质可以为亚克力或钢。上述可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置，还可利用密封胶泥将试件与第二注入盒上对应开孔的缝隙密封，避免这些位置被混合浆液胶结，不利于胶结试样脱膜。上述可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置，支撑框架每个支撑层均有两根以上横杆构成，横杆两端通过立杆固定于底座上，同一支撑层的横杆端部通过横梁连接，横杆、立杆和横梁共同构成支撑框架。支撑框架的长度不短于第二注入盒的长度，以对承台及其上的试件实现良好支撑。本技术中，横杆的长度即为支撑框架的长度，因此横杆的长度不短于第二注入盒的长度。上述可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置，所述第一注入盒、第二注入盒、承台材质为亚克力，支撑体材质为亚克力或钢。所需材质厚度均需满足可承受模拟岩石节理面试件的质量，同时易于制作和拆卸。上述可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置，为了便于对整个试验装置进行移动，所述底座底部均匀布设有若干万向轮。综上所述，本技术所提供的可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置，具有如下有益效果：(1)本技术可以通过设置的浆液注入构件向成对试件之间注入浆液，使浆液自然凝固，能够更加直观、真实的模拟岩石节理面被胶结加固的过程，使得实验过程不在抽象化；得到更符合天然节理面的裂隙被胶结填充的岩石节理岩胶结试样，为研究岩石节理面剪切变形和破坏机制提供可靠有效数据。(2)本技术可以通过设置于第一注入盒和第二注入盒连通位置的可插拔第一阻隔件，实现对第一注入盒和第二注入盒内浆液的注入顺序和混合情况，从而根据不同顺序和成分有序地混合胶结液，从而最终得到一种混合后具有胶结效果的胶结液，模拟不同环境下的岩石节理面胶结情况。(3)本技术可以通过设置在第二注入盒内的第二阻隔件和第三阻隔件将不同试样分隔，便于得到的胶结试样脱膜。(4)本技术通过设置有若干试件承台支撑层的支撑框架，将试件竖向布置，既节约了空间，又能够满足质量大、数量多的岩石节理试件模拟承载能力需求。(5)本技术通过第一注入盒和第二注入盒注入浆液，相较于传统的浸泡方式，在保证试件关键需要胶结部分的浆液用量的同时，最大化地节省浆液用量，也有助于提升浆液配制时间和效率。(6)本技术提供的试验装置具有很好的整体性和可拆卸性，并能够进行移动，可在本领域推广使用。(7)本实用新可以通过第一注入盒和第二注入盒分别注入菌液和营养液，从而得到含有微生物的胶结液，能够实现对岩土工程岩质边坡加固过程中岩石节理面胶结过程的模拟，从而有助于岩质边坡加固研究的深入开展。附图说明图1为可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置的立体图。图2为可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置的俯视图。图3为可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置的侧视图。图4为可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置放置上试件之后的立体图。图5为方管结构示意图。其中，1、浆液注入构件，11、第一注入盒，111、出水口，112、边板一，113、边板二，114、边板三，115、边板四，116、边板五，12、第二注入盒，121、开孔，122、凹槽，123、边板六，124、边板七，125、边板八，13、底板，2、承台组件，21、长承台，22、短承台，3、支撑体，31、底座，32、第一支撑框架，321、横杆，322、立杆，323、横梁，33、第二支撑框架，34、万向轮，4、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置，其特征在于包括浆液注入构件(1)、用于放置模拟岩石节理面胶结用的试件的若干承台组件(2)及用于支撑固定浆液注入构件和承台组件的支撑体(3)；所述浆液注入构件(1)包括相互连通的第一注入盒(11)和第二注入盒(12)，两注入盒均为透明结构，其顶部开孔；第一注入盒底部设置有出水口(111)；第二注入盒(12)呈长方体型，沿其长度方向所对称的两个面上开设有若干呈阵列排布、且与试件待胶结面匹配的开孔(121)；每组承台组件(2)包括用于放置模拟岩石节理面胶结用的成对试件的两个透明承台；所述支撑体(3)包括底座(31)和与底座固定为一体的两个支撑框架(32，33)，两个支撑框架沿垂直方向设置有承台支撑层；所述第一注入盒(11)和第二注入盒(12)垂直安装于底座(31)上，第二注入盒嵌入到两个支撑框架之间，支撑框架上承台支撑层设计位置与第二注入盒上开设的每层开孔底边位置相匹配，数量与开孔层数相同。

【技术特征摘要】
1.一种可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置，其特征在于包括浆液注入构件(1)、用于放置模拟岩石节理面胶结用的试件的若干承台组件(2)及用于支撑固定浆液注入构件和承台组件的支撑体(3)；所述浆液注入构件(1)包括相互连通的第一注入盒(11)和第二注入盒(12)，两注入盒均为透明结构，其顶部开孔；第一注入盒底部设置有出水口(111)；第二注入盒(12)呈长方体型，沿其长度方向所对称的两个面上开设有若干呈阵列排布、且与试件待胶结面匹配的开孔(121)；每组承台组件(2)包括用于放置模拟岩石节理面胶结用的成对试件的两个透明承台；所述支撑体(3)包括底座(31)和与底座固定为一体的两个支撑框架(32，33)，两个支撑框架沿垂直方向设置有承台支撑层；所述第一注入盒(11)和第二注入盒(12)垂直安装于底座(31)上，第二注入盒嵌入到两个支撑框架之间，支撑框架上承台支撑层设计位置与第二注入盒上开设的每层开孔底边位置相匹配，数量与开孔层数相同。2.根据权利要求1所述可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置，其特征在于还包括设置于第一注入盒和第二注入盒连通位置的可插拔第一阻隔件及设置于第二注入盒内、与第二注入盒上开设的相邻两列开孔之间间隔位置对应的可插拔第二阻隔件。3.根据权利要求2所述可采用流体分阶段胶结岩石节理面的试验装置，其特征在于第二注入盒上与第一注入盒连通端相对的一端设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈寅圳，肖维民，詹阔，王润东，杨雪，张佩佩，丁玮珂，汤子枫，傅业姗，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：新型
国别省市：四川,51