一种用于探究岩石剪切行为的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及试验设备技术领域，公开了一种用于探究岩石剪切行为的试验装置，包括冷冻箱，冷冻箱布置有上剪切盒和下剪切盒；上剪切盒与下剪切盒内还均设置有加热装置和温度传感器；还包括法向应力加载装置与剪切应力加载装置；还包括渗流装置，渗流装置包括储液箱、渗流板和集液箱，上剪切盒与下剪切盒的水平方向的两侧均布置有渗流板。向冷冻箱内输送制冷气体可以模拟岩石冻融风化；加热装置对岩石试样进行加热，模拟温差风化；改变储液箱内的液体的成分以及酸碱性，可以模拟岩石的化学风化；同时配合法向应力加载装置与剪切应力加载装置对岩石试样加载作用力，可以研究岩石试样在动态法向应力扰动和风化侵蚀耦合作用下的剪切行为。剪切行为。剪切行为。

【技术实现步骤摘要】
一种用于探究岩石剪切行为的试验装置


[0001]本技术涉及试验设备
，特别是涉及一种用于探究岩石剪切行为的试验装置。

技术介绍

[0002]自然界的岩石并非完整致密状态，大都受到风化侵蚀的作用，在探究岩石的剪切行为时，现有的实验仪器仅能探究法向应力单独扰动下岩石的剪切行为，不能全面地探究在法向应力动态扰动和风化侵蚀耦合作用下岩石的剪切行为。
[0003]风化侵蚀包括物理风化和化学风化。物理风化分为由于岩石温差引起的风化和由于冻融作用引起的风化；化学风化主要是由于化学溶剂引起的侵蚀作用。
[0004]温差风化作用是由于岩石上下两表面的温度不同，温差可促使岩石膨胀和收缩交替的进行，因此，当热状态发生改变时，岩石热胀冷缩，内部产生应力，导致岩石产生裂缝而逐渐破碎，从而起到风化效果。冻融风化作用是由于岩石中的水分在受冷时结冰，冰的体积大于水的体积，引起岩石的膨胀，从而产生拉应力，裂隙扩展。当冰融化后，岩石产生裂隙，从而起到风化效果。化学风化作用是化学物质对于岩石的侵蚀作用，如酸性溶液、盐溶液等。
[0005]风化侵蚀的情况多样，并且自然界的岩石会受到法向应力扰动与风化侵蚀的耦合作用，致使现有的试验设备无法准确地探究岩石的剪切行为。

技术实现思路

[0006]本技术的目的是：提供一种用于探究岩石剪切行为的试验装置，以全面的探究在法向应力动态扰动和风化侵蚀耦合作用下岩石的剪切行为。
[0007]为了实现上述目的，本技术提供了一种用于探究岩石剪切行为的试验装置，包括冷冻箱，所述冷冻箱内具有冷冻腔，所述冷冻箱上设有与所述冷冻腔连通的进气口与出气口，所述进气口用于与制冷装置连接；
[0008]所述冷冻腔内布置有上剪切盒和下剪切盒，所述上剪切盒与所述下剪切盒相对布置，所述上剪切盒与所述下剪切盒用于容纳待试验的岩石试样，所述上剪切盒沿水平方向挡止装配在所述冷冻箱内；
[0009]所述上剪切盒与所述下剪切盒内还均设置有加热装置，所述加热装置用于对岩石试样进行加热，所述上剪切盒与所述下剪切盒内还均设置有温度传感器，所述温度传感器用于检测岩石试样的温度；
[0010]还包括法向应力加载装置与剪切应力加载装置，所述法向应力加载装置用于对所述上剪切盒施加上下方向的法向应力，所述剪切应力加载装置用于对所述下剪切盒施加水平方向的剪切应力；
[0011]还包括渗流装置，所述渗流装置包括储液箱、渗流板和集液箱，所述储液箱用于存储化学风化的液体，所述集液箱用于收集经由岩石试样渗流出的液体，所述上剪切盒与所
述下剪切盒的水平方向的两侧均布置有所述渗流板，所述上剪切盒与所述下剪切盒一侧的所述渗流板与所述储液箱连通、另一侧的所述渗流板与所述集液箱连通。
[0012]优选地，所述冷冻箱的内壁与外壁上还均设置有保温层。
[0013]优选地，所述进气口与所述出气口布置在所述冷冻箱相对的两侧，所述进气口与所述出气口均布置在所述冷冻箱的侧壁的顶部。
[0014]优选地，所述加热装置包括导热片和布置在所述导热片内的加热电阻，所述上剪切盒的顶部、所述下剪切盒的底部均布置有所述导热片。
[0015]优选地，所述温度传感器沿所述导热片的延伸方向间隔布置有两列，并且所述温度传感器沿上下方向间隔均布有三组。
[0016]优选地，所述渗流板的一侧设置有渗流口，所述渗流口于所述渗流板上间隔均布有多个，所述渗流板设有所述渗流口的一侧与岩石试样贴合布置。
[0017]优选地，所述储液箱与所述渗流板之间、所述渗流板与所述集液箱之间均通过Y形管连通，所述储液箱与所述Y形管之间、所述集液箱与所述Y形管之间还设置有增压泵。
[0018]优选地，所述冷冻箱的顶部布置有挡台，所述挡台布置在所述上剪切盒的水平方向的两侧。
[0019]本技术实施例一种用于探究岩石剪切行为的试验装置与现有技术相比，其有益效果在于：将上剪切盒、下剪切盒布置在冷冻箱内，外设的制冷装置通过进气口向冷冻箱内输送制冷气体，可以冻结上剪切盒、下剪切盒内的岩石试样内的水分，模拟岩石冻融风化；加热装置布置在上剪切盒、下剪切盒内，可以对岩石试样进行加热，模拟温差风化；渗流装置的储液箱内的液体经过渗流板进入岩石试样，经过另一侧的渗流板后流入集液箱内，通过改变储液箱内的液体的成分以及酸碱性，可以模拟岩石的化学风化；同时配合法向应力加载装置与剪切应力加载装置对岩石试样加载作用力，可以研究岩石试样在动态法向应力扰动和风化侵蚀耦合作用下的剪切行为，实现功能多样化，更符合自然界实际。
附图说明
[0020]图1是本技术的用于探究岩石剪切行为的试验装置的结构示意图；
[0021]图2是本技术的用于探究岩石剪切行为的试验装置的冷冻箱与上剪切盒、下剪切盒的装配示意图；
[0022]图3是本技术的用于探究岩石剪切行为的试验装置的法向应力加载装置、剪切应力加载装置、加热装置与冷冻箱的装配示意图；
[0023]图4是本技术的用于探究岩石剪切行为的试验装置的加热装置的结构示意图；
[0024]图5是本技术的用于探究岩石剪切行为的试验装置的渗流装置的结构示意图；
[0025]图6是图5的渗流装置的渗流板的结构示意图。
[0026]图中，1、冷冻箱，11、进气口，12、出气口，13、挡台，14、保温层，2、上剪切盒，3、下剪切盒，4、法向应力加载装置，5、剪切应力加载装置，6、渗流装置，61、储液箱，62、集液箱，63、渗流板，631、渗流口，64、Y形管，65、增压泵。7、加热装置，71、加热电阻，72、导热片，8、温度传感器，9、岩石试样。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施例，对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。
[0028]本技术的一种用于探究岩石剪切行为的试验装置的优选实施例，如图1至图6所示，该用于探究岩石剪切行为的试验装置包括冷冻箱1、上剪切盒2、下剪切盒3、法向应力加载装置4、剪切应力加载装置5和渗流装置6，冷冻箱1用于对待探索的岩石试样9进行降温冷冻，以冻结岩石试样9内的水分，上剪切盒2、下剪切盒3用于放置待检测的岩石试样9，发现应力加载装置用于对岩石试样9施加法向作用力，剪切应力加载装置5用于对岩石试样9施加剪切作用力，渗流装置6用于向岩石试样9内输送渗流液体。
[0029]冷冻箱1为空腔结构，冷冻箱1的内腔形成冷冻腔，岩石试样9放置在冷冻腔内。冷冻箱1上还设有进气口11和出气口12，进气口11用于与外设的制冷装置连接，出气口12用于向外排出冷冻气体。冷冻箱1为长方体结构，冷冻箱1的顶部、侧部均设置有开口，用于供法向应力加载装置4、剪切应力加载装置5与冷冻箱1内部的上剪切盒2、下剪切盒3连接，从而对岩石试样9施加作用力。
[0030]冷冻气体由进气口11进入冷冻箱1内，对上剪切盒2以及下剪切盒3内的岩石试样9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于探究岩石剪切行为的试验装置，其特征在于，包括冷冻箱，所述冷冻箱内具有冷冻腔，所述冷冻箱上设有与所述冷冻腔连通的进气口与出气口，所述进气口用于与制冷装置连接；所述冷冻腔内布置有上剪切盒和下剪切盒，所述上剪切盒与所述下剪切盒相对布置，所述上剪切盒与所述下剪切盒用于容纳待试验的岩石试样，所述上剪切盒沿水平方向挡止装配在所述冷冻箱内；所述上剪切盒与所述下剪切盒内还均设置有加热装置，所述加热装置用于对岩石试样进行加热，所述上剪切盒与所述下剪切盒内还均设置有温度传感器，所述温度传感器用于检测岩石试样的温度；还包括法向应力加载装置与剪切应力加载装置，所述法向应力加载装置用于对所述上剪切盒施加上下方向的法向应力，所述剪切应力加载装置用于对所述下剪切盒施加水平方向的剪切应力；还包括渗流装置，所述渗流装置包括储液箱、渗流板和集液箱，所述储液箱用于存储化学风化的液体，所述集液箱用于收集经由岩石试样渗流出的液体，所述上剪切盒与所述下剪切盒的水平方向的两侧均布置有所述渗流板，所述上剪切盒与所述下剪切盒一侧的所述渗流板与所述储液箱连通、另一侧的所述渗流板与所述集液箱连通。2.根据权利要求1所述的用于探究岩石剪切行为的试验装置，其特征在于，所述冷冻箱的内壁与外壁上还均设置有保温层。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘煜，党文刚，李世霄，方顺，潘祥，诸佳琪，胡耀扬，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：新型
国别省市：