CN207300763U - 一种温度-湿度-化学耦合作用下的岩石直剪试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种温度‑湿度‑化学耦合作用下的岩石直剪试验装置，涉及岩石试验技术领域。由试验主机、环境模拟系统、测量系统三大部分组成。其中试验主机包括机架、垂直加载装置、水平加载装置、滚轴排系统与滚珠系统、上、下剪切组件、气体分析仪，环境模拟系统包括湿度产生和控制装置、温度控制装置，湿度产生和控制装置以及温度控制装置置于溶液瓶中，通过导线与电脑相连，产生的水汽通过输气管路进入试验主机，环境模拟系统还包括化学模拟装置，化学模拟装置包括化学气体发生器和输气管路，测量系统包括LVDT位移计、数字湿度计。可以模拟大气环境中的温度、湿度变化和含化学物质的气体对岩石长期力学性质的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩石试验技术领域，具体而言，涉及一种温度-湿度-化学耦合作用下的岩石直剪试验装置。
背景技术
温度-湿度-化学耦合条件下岩石的破坏行为研究是岩石力学领域最前沿的课题之一，是核废料地下储存、地下能源储存、二氧化碳地下储存、地热开发、石油开采等众多岩石工程的最基础性研究课题之一，具有十分重要的科学意义。随着各类岩石工程进行深度的增加，越来越多的岩石工程处于高湿、高温的环境下，深部岩石工程的水汽中往往含有一些化学物质，将对岩石产生不同程度的侵蚀。因此有必要开展岩石在温度-湿度-化学耦合下的力学特性试验，分析岩石在多场耦合条件下的稳定问题。
根据国家标准和部门规程规范的规定，直剪试验是测试岩石及其软弱结构面的抗剪强度指标的技术手段。因此，开展温度-湿度-化学多场耦合下的岩石直剪试验成为必要。目前，进行岩石应力-湿度、应力-化学、温度-湿度-应力等的试验装置已经有不少。但尚未有温度-湿度-化学耦合作用下的岩石直剪试验装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种温度-湿度-化学耦合作用下的岩石直剪试验装置，此岩石直剪试验装置可以实现不同温度、不同湿度、不同化学成分以及浓度作用下的岩石直剪试验，解决岩石受湿度、温度、化学腐蚀以及应力单独或共同作用下的长期稳定性问题。
本实用新型解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一种温度-湿度-化学耦合作用下的岩石直剪试验装置，其包括试验主机、环境模拟系统、测量系统。
所述的湿度产生和控制装置与温度控制装置通过导线与电脑相连，产生的水汽通过输气管路，并通过空气泵的带动从进气口进入试验主机；所述的化学模拟装置产生的化学气体也将通过空气泵的带动，通过输气管路，最后通过进气口进入试验主机。
所述的垂直加载装置、水平加载装置、气体分析仪、LVDT位移计、湿度产生和控制装置、温度控制装置通过导线与电脑实现数据相连。
所述的试验主机内的数字湿度计位于主机右侧，所述的溶液瓶上的数字湿度计位于溶液瓶上方。
所述的监测气体成分和浓度的气体分析仪位于试验机的右侧。
所述的滚轴排系统与滚珠系统位于整个机架下方。
本实用新型实施例的温度-湿度-化学耦合作用下的岩石直剪试验装置的有益效果是：本实用新型提供的机架和上剪切组件上部覆盖有氯丁橡胶膜，形成密闭空间，垂直加载装置、水平加载装置、上剪切组件、下剪切组件、岩石试件、数字湿度计、监测气体成分和浓度的气体分析仪又置于该密闭空间内，水汽产生及温度控制装置还有化学气体，通过空气泵的带动，通过输气管路进入密闭空间。从而实现不同温度、不同湿度、不同化学成分及浓度耦合作用下的直剪试验，分析岩石在多场耦合条件下的稳定问题。
附图说明
本实用新型涉及岩石试验技术领域。下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型主视结构示意图。
图中：1、电脑；2、出气管风扇；3、出气管气阀；4、密闭空间进气口；5、水平加载装置；6、气体分析仪；7、机架；8、储气罐；9、污染物储藏罐气阀；10、化学污染物储藏罐；11、垂直加载装置；12、LVDT位移计；13、氯丁橡胶膜；14、15、上剪切组件；16、17、下剪切组件；18、25数字湿度计；19、滚轴排系统与滚珠系统；20、进气管风扇；21、进气管气阀；22、空气泵；23、溶液瓶出气口；24、溶液瓶；26、溶液瓶进气口；27、参考溶液；28、湿度产生和控制装置、温度控制装置。
具体实施方式：
下面结合附图通过对本实用新型的结构、操作过程、测试过程及实施例作进一步的说明。
如图1，为本实用新型的一种温度-湿度-化学耦合作用下的岩石直剪试验装置示意图。一种温度-湿度-化学耦合作用下的岩石直剪试验装置，包括电脑1、出气管风扇2、出气管气阀3、密闭空间进气口4、水平加载装置5、气体分析仪6、机架7、储气罐8、污染物储藏罐气阀9、化学污染物储藏罐10、垂直加载装置11、LVDT位移计12、氯丁橡胶膜13、上剪切组件14、15；下剪切组件16、17；数字湿度计18、25；滚轴排系统与滚珠系统19、进气管风扇20、进气管气阀21、空气泵22、溶液瓶出气口23、溶液瓶24、溶液瓶进气口26、参考溶液27、湿度产生和控制装置及温度控制装置28，其中所述的湿度产生和控制装置及温度控制装置28置于溶液瓶23中，通过导线与电脑1相连，产生的水汽通过空气泵的带动进入密闭空间对岩石试样进行加热，所述的数字湿度计18、25反馈信息到湿度产生和控制装置及温度控制装置28使之对温度反复循环调节控制，使岩石试样加热到想要的温度，所述的岩石试样置于上、下剪切组件15、17之间。
所述的化学污染物储藏罐中10有化学气体，通过出气管风扇和进气管风扇的带动，进入密闭空间实现化学污染物对岩石的作用。通过气体分析仪6，监测气体的成分和浓度，实现对化学气体对岩石侵蚀的精确控制。所述的水平加载装置5和垂直加载装置11，同时作用实现对岩石的直剪试验。
所述的LVDT位移计位于垂直加载装置上，并通过导线与电脑1相连，对岩石的变形进行全过程采集、分析和可视化输入与输出，从而测定不同化学气体成分和浓度、不同湿度、不同温度岩石直剪试验，岩石的强度、变形、应变、杨氏模量、泊松比等力学参数，以及耦合作用下岩石伴随变形所出现的若干现象。本实用新型相对其他类似装置制作简单，成本低廉，能实现温度-湿度-化学耦合的直剪试验，变形监测全面。
最后所应说明的是，以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者同等替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。
Claims (6)
1.一种温度-湿度-化学耦合作用下的岩石直剪试验装置，其特征在于：包括试验主机、环境模拟系统和测量系统；所述的环境模拟系统通过输气管路与试验主机相连，所述的测量系统分别位于试验主机内部和环境模拟系统内部；
所述试验主机包括机架、垂直加载装置、水平加载装置、滚轴排系统与滚珠系统、上剪切组件、下剪切组件、气体分析仪、进气口和出气口，所述的机架与上剪切组件之间覆盖有氯丁橡胶膜，形成密闭空间，所述的气体分析仪位于密闭空间内，用来监测气体成分和气体浓度；
所述环境模拟系统包括湿度产生和控制装置、温度控制装置、化学模拟装置，所述的湿度产生和控制装置与温度控制装置置于溶液瓶中，所述的化学模拟装置包括化学气体发生器和输气管路，所述的化学模拟装置位于试验主机上方，输气管路包括进气管空气泵和出气管空气泵；
所述的测量系统包括位于垂直加载装置上的LVDT位移计、试验主机内的数字湿度计、溶液瓶上的数字湿度计。
2.根据权利要求1所述的温度-湿度-化学耦合作用下的岩石直剪试验装置，其特征在于：所述的湿度产生和控制装置与温度控制装置通过导线与电脑相连，产生的水汽通过输气管路，并通过空气泵的带动从进气口进入试验主机；所述的化学模拟装置产生的化学气体也将通过空气泵的带动，通过输气管路进入试验主机。
3.根据权利要求1所述的温度-湿度-化学耦合作用下的岩石直剪试验装置，其特征在于：所述的垂直加载装置、水平加载装置、气体分析仪、LVDT位移计、湿度产生和控制装置、温度控制装置通过导线与电脑实现数据相连。
4.根据权利要求1所述的温度-湿度-化学耦合作用下的岩石直剪试验装置，其特征在于：所述的试验主机内的数字湿度计位于主机右侧，所述的溶液瓶上的数字湿度计位于溶液瓶上方。
5.根据权利要求1所述的温度-湿度-化学耦合作用下的岩石直剪试验装置，其特征在于：所述的监测气体成分和浓度的气体分析仪位于试验机的右侧。
6.根据权利要求1所述的温度-湿度-化学耦合作用下的岩石直剪试验装置，其特征在于：所述的滚轴排系统与滚珠系统位于整个机架下方。
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|---|---|---|---|---|
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