CN209372598U - 干湿循环变温单轴压缩试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种干湿循环变温单轴压缩试验机，包括信息接收处理装置、加载装置、干湿循环装置、变温装置，其特征在于：所述的信息接收处理装置是信息接收电脑，信息传输线；所述的加载装置是试验机，包括试验机上端压头、试验机下端压头、承压声波发射探头、承压声波接收探头；所述的干湿循环装置是透明密闭装置、水汽喷头、空气泵、水泵、储液箱、三通阀门、数字温度计、数字湿度计；所述的变温装置是真空干燥箱；本实用新型对采矿工程、岩土工程等处于干湿循环过程中岩土力学特性及岩石蠕变特性的研究具有广泛实用的应用价值。

Description

干湿循环变温单轴压缩试验机

技术领域

本实用新型涉及采矿工程、岩土工程领域，属于干湿循环变温单轴压缩试验机。

背景技术

矿井下的环境是经常性由高温干燥变换成潮湿，潮湿环境变换成干燥的一种干湿反复循环的条件。而此种循环对围岩和顶底板岩石的坚固性造成了不小的影响，由此引发的地质灾害繁多。造成灾害的事故原因有：（1）水与岩石的相互作用导致岩石的矿物成分、孔隙度、胶结物及其排列方式发生变化，从而使得岩石损伤，岩石强度下降，导致围岩的原有锚固力不能满足条件，引发围岩失稳发生事故。（2）赋存于干湿循环过程的岩体长期处于应力场作用下，会产生蠕变现象。煤层顶板垮落的规律会受到岩石蠕变特性的影响。在高温及湿度较大的条件下岩石更易发生蠕变。

传统的干湿循环过程对岩石力学特性的测试方法，是将岩石试样全部进行饱水处理，放入干燥箱，进行干燥后取出，这就是一个“干湿-饱水”循环过程，岩石试样进行多次干湿循环后再测试其力学性能。该方法是将干湿循环与岩石力学试验分开进行的，试验结果的可信度较差。目前关于这方面的试验器材较少，试验方法也有待于进一步改进，特别是研究干湿循环作用中岩石蠕变特性方面仍然处于起步阶段，能够定量的测定有关重要参数的试验较少，也限制了岩石流变理论体系的发展。

因此，对现有技术进一步的改进和提高。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种模拟在矿井采场中围岩在变温干湿变化条件下，岩石试样在干湿循环过程中的轴向变形、裂纹扩展、破坏模式等进行实时观测和监测的试验机。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施方案是：利用对现有的真空干燥箱进行改造，在单轴压缩岩样的外面加上透明密闭装置，利用真空气体传输管道将透明密闭容器与真空干燥箱连接起来。

在储液箱内部安装水泵，水泵的型号是WFB型无密封立式自控自吸泵。

所述的水泵通过水管及流速调节器与干湿循环装置的透明密闭装置连接。

在透明密闭装置的内部岩石试样进行单轴压缩，透明密闭装置外接2个水汽喷头。

所述的透明密闭装置内部安装有数字温度计、数字湿度计。

在透明密闭装置右端链接真空干燥箱。

所述的真空干燥箱经过改造可以将内部的真空气体通过真空气体传输管道连接的空气泵传出来。

本实用新型提供的干湿循环变温单轴压缩试验仪，通过采用热空气结合水汽对岩石试样进行处理，进而可以完成模拟矿井下岩石由高温环境到常温环境，常温环境变换到高温环境的应力应变的的变化。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中图中标号为：1信息接收电脑，透明密闭装置2，信息传输线路3，岩石试样4，水汽喷头5，试验机上端压头6，承压声波发射探头7，试验机下端压头8，承压声波接收端头9，三通阀门10，储液箱11，水泵12，数字湿度计13，真空气体传输管道14，空气泵15，真空干燥箱16，数字温度计17，水汽喷头18，出水管19，流速调节器20。

具体实施方式

结合附图对实用新型进一步说明

参见附图1种干湿循环变温单轴压缩试验机，包括信息接收处理装置、加载装置、干湿循环装置、变温装置。所述的信息接收装置由电脑1，信息传输线路3构成；加载装置由承压声试验机上端压头6，波发射探7，承压声波接收端头9构成；干湿循环装置由水汽喷头5、18，储液箱11，水泵12,出水管19，空气泵15，流速调节器20，数字湿度计13，数字温度计17，真空干燥箱16构成；变温装置由真空气体传输管道14，真空干燥箱16,构成；所述信息接收电脑1通过信息传输线路3接收来自于加载装置的信号，加载装置中的岩石试样套在封闭的密闭透明装置2中，透明密闭容器2中从外部接连进水汽喷头5、18，水汽喷头5、18通过水管连接三通阀门10及流速调节器与水泵12相连，水泵12安装在储液箱11中，透明密闭装置2右边通过真空气体传输管道14及空气泵15与真空干燥箱16相连，透明密闭装置2底部通过排水管及流速调节器20将水排出，数字湿度计13与数字温度计17都在透明密闭装置中放置。

本实用新型干湿循环变温单轴压缩试验机的工作原理：

将试样安装在加载装置中，然后安装透明密闭装置，将数字湿度计、数字温度计、水雾喷头安装好，将右边与变温装置安装好，根据试验设计步骤，首先将水泵启动，设置好水流速度；同时打开真空干燥箱和空气泵对试样的温度进行改变，根据不同的时间对相同的岩石试样做与湿度和温度相关的单轴压缩试验。期间可以设计出不同温度的饱和、干燥、非饱和状态的不同试验，可以充分模拟矿井下的不同温度的干湿环境。实验结果通过信息接收装置进行接受处理，同时，试验过程中通过透明的密闭装置可以适时观测岩样的裂纹扩展规律以及破坏模式，通过外接的数码摄像系统可对加载过程中岩石变形以及裂纹扩展进行实时监控。

Claims (6)

1.一种干湿循环变温单轴压缩试验机，包括信息接收处理装置、加载装置、干湿循环装置、变温装置，其特征在于：所述的信息接收处理装置是信息接收电脑，信息传输线；所述的加载装置是试验机，包括试验机上端压头、试验机下端压头、承压声波发射探头、承压声波接收探头；所述的干湿循环装置是透明密闭装置、水汽喷头、空气泵、水泵、储液箱、三通阀门、数字温度计、数字湿度计；所述的变温装置是真空干燥箱。

2.根据权利要求1所述的干湿循环变温单轴压缩试验机，其特征在于：所述的水泵通过三通阀门与两个水汽喷头相连。

3.根据权利要求1所述的干湿循环变温单轴压缩试验机，其特征在于：所述的水汽喷头分别位于透明密闭装置的两侧。

4.根据权利要求1所述的干湿循环变温单轴压缩试验机，其特征在于真空干燥箱经过改造通过真空气体传输管道与空气泵相连，空气泵与透明密闭装置相连。

5.根据权利要求1所述的干湿循环变温单轴压缩试验机，其特征在于数值湿度计与数字温度计都位于透明密闭装置中。

6.根据权利要求1所述的干湿循环变温单轴压缩试验机，其特征在于透明密闭装底部与出水口相连。