CN101464451A - 一种岩石力学试验的多功能压力室 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩石力学试验的多功能压力室，它由固定螺栓1、承压缸体2、密封窗3、透明窗口4、底座5、水循环系统6、不与岩石作用的其它液体循环系统7组成。其特征是：承压缸体2一侧开有透明窗口4用于显微观测，透明窗口4外有密封窗3固定在外。底座5侧面有四个窗口，分别是水循环系统6、不与岩石作用的其它液体循环系统7的进出口。主要优点是可对岩石试件边浸泡边加载边观测，具有多种功能，既能用水也可用其它不与岩石作用的液体提供围压，提高了能提供的围压范围，并且取放试样不需要移动透明窗口。

Description

一种岩石力学试验的多功能压力室

技术领域

本发明属于岩石力学试验仪器领域，特别涉及一种岩石力学试验的多功能压力室，适用于需用水提供围压或需用不与岩石作用的液体提供围压的岩石单轴或三轴试验中，可对试件进行边浸泡边加载边观测。

技术背景

建筑、交通、水利等土木工程领域常涉及岩石与水的相互作用问题。一些岩体在天然状态下力学性能良好，但遇水后其力学性质往往发生改变。岩石与水相互作用时，在围压的作用下，其表面会产生微裂纹，随着水岩的不断作用，微裂纹不断扩展、延伸、汇合，岩石的强度也就不断的降低，最终由于裂隙的贯通而导致岩石的破坏。由此可见，在水岩相互作用下，微裂纹的扩展、延伸、汇合过程就对应着岩石的破坏过程，所以通过开展水岩作用下的岩石力学试验，对岩石试件在浸泡的同时边加载边观测是十分必要的。开展这样的岩石力学试验必然需要一种压力室装置来放置试件，可以在试件与水相互作用的条件下提供围压，可以提供观测窗口在加载的条件下对试件进行观测。

现有的研究水岩相互作用的力学试验装置中，压力室可以用水提供围压，可以对试件进行边加载边观测，但其主要不足包括：现有压力室可以在承压缸体侧面开窗观测，但透明窗的材料能够承受的围压较小，有时不能够满足力学试验的要求。现有的压力室取放试件时需要将透明窗和承压缸体进行分离，十分不便。并且开展岩石力学试验，有时需要岩石和水相互作用的环境，而有时则希望提供围压的液体是不与岩石作用的其它液体，得到另外的岩石力学参数。但现有的压力室只能够用一种液体提供围压，不能满足一般岩石力学试验的多种需要。

因此，发明一种岩石力学试验的多功能压力室，可以用水提供围压，也可以用其它不与岩石作用的液体提供围压，能够承受岩石力学试验所需的较大围压，并能使试件在浸泡的同时对试件进行边加载边观测，具有十分广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是针对目前岩石力学试验的多种需要，提出了一种岩石力学试验的多功能压力室，它可在用水或其它不与岩石作用的液体提供围压的方式下使试件在浸泡的同时对试件进行边加载边观测。

为了达到上述目的，本发明提供了一种岩石力学试验的多功能压力室，它由固定螺栓、承压缸体、密封窗、透明窗口、底座、水循环系统、不与岩石作用的其它液体循环系统组成。承压缸体一侧开有透明窗口用于显微观测，透明窗口外有密封窗固定在外，起到加固的作用，使透明窗口能够承受岩石力学试验所需要的较大的围压。底座侧面有四个窗口，分别是水循环系统、不与岩石作用的其它液体循环系统的进出口，保证本多功能压力室可以用水也可用其它不与岩石相互作用的液体提供围压，满足岩石力学试验的多方面需要。通过固定螺栓可将承压缸体和底座固定。承压缸体和底座可以自由分离，试件不再需要从侧面透明窗口处取放，可从轴向取放，使透明窗口和承压缸体真正成为一个整体，承压缸体能够承受较大的围压。

本发明在岩石力学试验中的应用：

1、打开顶端的固定螺栓，将承压缸体取下，把岩石试验放于底座上，夹好，将承压缸体放回，重新固定螺栓。

2、将本发明置于岩石力学试验的加载试验台上。

3、选择需要提供围压的液体，利用伺服系统将液体注入，并控制围压的大小。

4、不同大小的围压、不同液体提供围压及不同荷载共同作用下，岩石试件的破坏过程破坏方式也会有所不同。本装置的目的就是为了岩石力学试验提供一种可在用水或其它不与岩石作用的液体提供围压的方式下使试件在浸泡的同时对试件进行边加载边观测的多功能压力室。

本发明的优点：

(1)结构简单，成本低廉；

(2)压力室的安装十分容易；

(3)透明窗口外有密封窗加固，能承受岩石力学试验要求的较大的围压；

(4)可以提供岩石试件表面的裂纹扩展过程的多方位观测；

(5)具有同步工作的能力，使试件在浸泡的同时可以边加载边观测；

(6)多用途，不仅可以选择用水提供围压，提供水与岩石相互作用的环境，而且可以选择使用不与岩石作用的其它液体提供围压，满足多种需要；

(7)试件可轴向取放，使透明窗口和承压缸体结合成整体，可以承受较大的围压。

附图说明

图1是压力室的空间结构图及中间横切图

其中：1——固定螺栓

      2——承压缸体

      3——密封窗

      4——透明窗口

      5——底座

      6——水循环系统

      7——不与岩石作用的其它液体循环系统

      8——试件

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的使用方式。

如图1所示，本发明的一种岩石力学试验的多功能压力室由固定螺栓1、承压缸体2、密封窗3、透明窗口4、底座5、水循环系统6、不与岩石作用的其它液体循环系统7组成。承压缸体2一侧开有透明窗口4用于显微观测，透明窗口4外有密封窗3固定在外。底座5侧面有四个窗口，分别是水循环系统6、不与岩石作用的其它液体循环系统7的进出口。通过固定螺栓1将承压缸体2和底座5固定。承压缸体2和底座5可以自由分离，试件8不再需要从侧面透明窗口处取放，可从轴向取放。打开顶端的固定螺栓1，将承压缸体2取下，把岩石试件8放于底座上，夹好，将承压缸体2放回，重新固定螺栓1，则压力室准备完毕。将装配好的压力室置于岩石力学试验的加载试验台上。选择需要提供围压的液体，利用伺服系统将液体注入，并控制围压的大小进行试验。

Claims (4)

1、一种岩石力学试验的多功能压力室，其特征在于该装置由固定螺栓、承压缸体、密封窗、透明窗口、底座、水循环系统、不与岩石作用的其它液体循环系统组成。

2、根据权利要求1所述的一种岩石力学试验的多功能压力室，其特征在于所述承压缸体一侧开有透明窗口用于显微观测，透明窗口外有密封窗固定在外，共同构成能够承受较大围压的结构。

3、根据权利要求1所述的一种岩石力学试验的多功能压力室，其特征在于所述底座侧面有四个窗口，分别是水循环系统、不与岩石作用的其它液体循环系统的进出口，两套循环系统分别接水和另一种不与岩石发生化学反应的液体。

4、根据权利要求2或3所述的一种岩石力学试验的多功能压力室，其特征在于所述承压缸体和底座可以自由分离，试样不再需要从侧面透明窗口处取放，可直接从轴向取放，使透明窗口和承压缸体成为一个能够承受较大的围压的结构。

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