CN105675401B - 一种用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊，嵌入柔性胶囊中的密封通道由钢制圆筒构成，钢制圆筒嵌入柔性胶囊的一端由钢制圆板封口，另一端开口，钢制圆板通过钢制圆筒内壁的螺纹从钢制圆筒开口端旋进至钢制圆筒封口端，直到钢制圆板的外表面与钢制圆筒封口端端面齐平，钢制圆筒封口端外侧还设有2圈环形凸台，分别为外环形凸台和内环形凸台，环形凸台通过硫化密封的方式与柔性胶囊固定连接，外环形凸台的端面及钢制圆筒封口端端面与柔性胶囊侧面齐平。密封通道采用硫化固定密封的方式预置在柔性胶囊中，既解决了柔性胶囊在开挖口处的密封问题，同时也克服了试件边界均匀加载的难题。

Description

一种用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊

技术领域

本发明涉及深部岩体爆炸地模拟试验技术领域，具体说是一种用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊。

背景技术

当前，我国交通、水利水电、能源、矿山和军事防护工程建设等向深地下快速发展，实验室内模拟研究深部工程开挖施工逐步成为当前研究热点。目前国内学者设计了多种模拟试验仪器，液压千斤顶和柔性胶囊是长用的静载荷施加方式。采用液压千斤顶施加地应力时，开挖通道选取在千斤顶之间空隙，此种模拟方式造价较高，且由于千斤顶阵列间的缝隙，试件边界应力分布不均匀。采用柔性胶囊解决了试件边界不均的问题，但由于柔性胶囊是整体密封结构，如何在开挖面施加主动荷载，为模拟工程开挖带了难题。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊。该通道预置在胶囊中，采用硫化固定密封的方式，同时解决了胶囊密封和试件边界均匀加载的开挖面施加主动荷载的难题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊，该密封通道预制在深部岩体模拟试验装置的柔性胶囊中，密封通道由钢制圆筒构成，所述钢制圆筒嵌入柔性胶囊的一端由钢制圆板封口，另一端开口，所述钢制圆板具有光滑平面的外表面和内表面，所述钢制圆板通过所述钢制圆筒内壁的螺纹从钢制圆筒开口端旋进至钢制圆筒封口端，直到钢制圆板的外表面与钢制圆筒封口端端面齐平，所述钢制圆筒封口端外侧还设有2圈环形凸台，分别为外环形凸台和内环形凸台，所述环形凸台通过硫化密封的方式与所述柔性胶囊固定连接，实现所述钢制圆筒与所述柔性胶囊的嵌入连接，所述外环形凸台的端面及钢制圆筒封口端端面与所述柔性胶囊侧面齐平。

本发明进一步的设计方案中，上述钢制圆板的内表面设有一字或十字旋拧凹槽。

本发明进一步的设计方案中，上述钢制圆筒封口端的端口内壁设有定位凸台，所述钢制圆板外侧边设有与所述定位凸台相适配的凹边，钢制圆板旋至所述定位凸台处时与定位凸台相配合构成密封，且钢制圆板外表面及定位凸台外侧面均与所述钢制圆筒封口端端面齐平。

本发明进一步的设计方案中，上述环形凸台与所述钢制圆筒一体连接或通过焊接固定连接，所述外环形凸台与所述内环形凸台之间的距离与所述柔性胶囊的厚度相适配。

本发明进一步的设计方案中，上述外环形凸台的外径为外环形凸台的内径的2倍，所述内环形凸台的外径为内环形凸台的内径的1.5倍。

本发明具有以下突出的有益效果：

本发明的用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊采用硫化固定密封的方式将开挖作业密封通道预置在柔性胶囊中，既解决了柔性胶囊在开挖口处的密封问题，同时也克服了试件边界均匀加载的难题。

附图说明

图1是嵌入柔性胶囊中的开挖作业密封通道的结构示意图；

图2为用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊的结构示意图；

图中，1-钢制圆筒，2-钢制圆板，3-外环形凸台，4-内环形凸台，11-钢制圆筒封口端端面，21-钢制圆板的外表面，22-钢制圆板的内表面，31-外环形凸台的端面，5-柔性胶囊，51-导管。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明:

实施例 1

如图1、图2所示，一种用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊，该柔性胶囊5上设有供高压液体进出导管51，柔性胶囊的密封通道由钢制圆筒1构成，钢制圆筒1嵌入柔性胶囊用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊5用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊的一端由钢制圆板2封口，另一端开口，钢制圆板具有光滑平面的外表面和内表面，钢制圆板2通过钢制圆筒1内壁的螺纹从钢制圆筒1开口端旋进至钢制圆筒1封口端，直到钢制圆板的外表面21与钢制圆筒封口端端面11齐平，钢制圆筒1封口端还设有2圈环形凸台，分别为外环形凸台3和内环形凸台4，环形凸台通过硫化密封的方式与柔性胶囊用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊5用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊固定连接，实现钢制圆筒用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊1用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊与柔性胶囊用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊5用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊的嵌入连接，外环形凸台的端面31及钢制圆筒封口端端面11与柔性胶囊用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊5用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊侧面齐平；钢制圆板的内表面22设有一字或十字旋拧凹槽。钢制圆筒1封口端的端口内壁设有定位凸台，钢制圆板2外侧边设有与定位凸台相适配的凹边，钢制圆板2旋至定位凸台处时与定位凸台相配合构成密封，且钢制圆板2外表面及定位凸台外侧面均与钢制圆筒封口端端面11齐平；环形凸台与钢制圆筒1一体连接或通过焊接固定连接，外环形凸台3与内环形凸台4之间的距离与柔性胶囊用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊5用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊的厚度相适配；外环形凸台3的外径为外环形凸台3的内径的2倍，内环形凸台4的外径为内环形凸台4的内径的1.5倍。

深部岩体模拟试验装置静压加载时，将钢制圆板2从钢制圆筒1开口端拧至钢制圆筒1封口端，直至钢制圆板的外表面21与外环形凸台的端面31齐平，则钢制圆板2与柔性胶囊用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊5用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊平齐，柔性胶囊用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊5用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊内充压时钢制圆板2与外环形凸台3共同作用在试件上，保证了加载边界的均匀性；进行开挖作业时，拧掉钢制圆板2，即可进行模拟开挖试验。

本发明密封通道钢制圆筒1的具体尺寸可根据开挖尺寸和加载压力的大小进行调节。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊，其特征在于，该柔性胶囊（5）具有由钢制圆筒（1）构成的密封通道，所述钢制圆筒（1）嵌入柔性胶囊（5）的一端由钢制圆板（2）封口，另一端开口，所述钢制圆板（2）具有光滑平面的外表面（21）和内表面（22），所述钢制圆板（2）通过所述钢制圆筒（1）内壁的螺纹从钢制圆筒（1）开口端旋进至钢制圆筒（1）封口端，直到钢制圆板的外表面（21）与钢制圆筒封口端端面（11）齐平，所述钢制圆筒（1）封口端外侧还设有2圈环形凸台，分别为外环形凸台（3）和内环形凸台（4），所述环形凸台通过硫化密封的方式与所述柔性胶囊（5）固定连接，实现所述钢制圆筒（1）与所述柔性胶囊（5）的嵌入连接，所述外环形凸台的端面（31）及钢制圆筒封口端端面（11）与所述柔性胶囊（5）侧面齐平。

2.根据权利要求1所述的用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊，其特征在于，所述柔性胶囊（5）上设有供高压液体进出导管（6）。

3.根据权利要求1所述的用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊，其特征在于，所述钢制圆板的内表面（22）设有一字或十字旋拧凹槽。

4.根据权利要求1所述的用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊，其特征在于，所述钢制圆筒（1）封口端的端口内壁设有定位凸台，所述钢制圆板（2）外侧边设有与所述定位凸台相适配的凹边，钢制圆板（2）旋至所述定位凸台处时与定位凸台相配合构成密封，且钢制圆板（2）外表面及定位凸台外侧面均与所述钢制圆筒封口端端面（11）齐平。

5.根据权利要求1-4任一所述用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊，其特征在于，所述环形凸台与所述钢制圆筒（1）一体连接或通过焊接固定连接，所述外环形凸台（3）与所述内环形凸台（4）之间的距离与所述柔性胶囊（5）的厚度相适配。

6.根据权利要求5所述的用于深部岩体模拟试验加载的柔性胶囊，其特征在于，所述外环形凸台（3）的外径为外环形凸台（3）的内径的2倍，所述内环形凸台（4）的外径为内环形凸台（4）的内径的1.5倍。