CN209589711U - 一种沥青混凝土水力劈裂试验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了水利水电工程中的沥青混凝土心墙坝技术领域的一种沥青混凝土水力劈裂试验装置，包括上下底板、固定支柱、套筒、沥青混凝土试件、盖板、压力传感器和位移传感器，两组底板呈相互平行设置，套筒通过螺栓固定连接有底部底板的顶部，沥青混凝土试件放置于套筒的内部，盖板安装于沥青混凝土试件的顶部，压力传感器和位移传感器连接于盖板和顶部底板之间，底部底板的中间位置开有注水孔，沥青混凝土试件的底部中间位置开有进水孔，能够进行不同孔隙率沥青混凝土的水力劈裂试验，能够测试沥青混凝土试件在水力劈裂过程中的顶部反力和位移变化，了解水力劈裂的发展过程和临界点，能够进行特定温度下的水力劈裂试验。
Description
技术领域
本实用新型涉及水利水电工程中的沥青混凝土心墙坝技术领域，具体为一种沥青混凝土水力劈裂试验装置。
背景技术
沥青混凝土具有优异的防渗性能和适应基础变形能力，被广泛应用于各种水利水电防渗工程，其中沥青混凝土心墙坝是众多应用形式之一，该坝中的沥青混凝土心墙如果发生水力劈裂将会影响到大坝正常运行，甚至危及大坝运行安全。了解沥青混凝土心墙发生水力劈裂风险的可能性，十分重要。
用于构筑大坝心墙的沥青混凝土质地紧密，孔隙率通常小于3％，这种情况下已有试验研究证明，沥青混凝土心墙的上游水体无法在沥青混凝土中传递并形成孔隙水压力，因而不会在心墙中引发水力劈裂。但当因各种可能原因造成心墙沥青混凝土的孔隙率增大，则防渗心墙上游侧的水体可能逐渐进入心墙沥青混凝土内并形成孔隙水压力，当孔隙水压力增大到心墙沥青混凝土的局部抗拉强度时就可能引发该部位的水力劈裂。因此，了解外部水体在不同密实度沥青混凝土中的传递及孔隙水压力增加过程，是评价沥青混凝土是否发生水力劈裂的关键。尽管针对土质防渗心墙已有此种试验装置和方法，但由于沥青混凝土为粘弹塑性材料，其性能与温度有关，且当孔隙率较小时，沥青混凝土中孔隙水压力的发展十分缓慢，目前国内外尚无针对沥青混凝土的水力劈裂过程试验装置和方法。
基于此，实用新型设计了一种沥青混凝土水力劈裂试验装置，以解决上述问题。
实用新型内容
实用新型的目的在于提供一种沥青混凝土水力劈裂试验装置，用于了解特定沥青混凝土发生水力劈裂的可能性以及发生水力劈裂的过程，为工程人员提供判别依据。
为实现上述目的，实用新型提供如下技术方案：一种沥青混凝土水力劈裂试验装置，包括上下底板、固定支柱、套筒、沥青混凝土试件、盖板、压力传感器和位移传感器，两组所述底板呈相互平行设置，两组所述底板之间的两端处通过固定支柱连接，所述套筒通过螺栓固定连接于底部所述底板的顶部，所述沥青混凝土试件放置于套筒的内部，所述盖板安装于沥青混凝土试件的顶部，所述压力传感器和位移传感器连接于盖板和顶部所述底板之间，底部所述底板的中间位置开有注水孔，所述沥青混凝土试件的底部中间位置开有进水孔，所述进水孔和注水孔同轴设置。
优选的，上下所述底板、固定支柱、套筒和盖板均采用金属材料。
优选的，所述沥青混凝土试件采用马歇尔试件。
优选的，所述沥青混凝土试件的底部和底板通过密封粘接固定。
优选的，所述沥青混凝土试件的侧面与套筒的内壁之间采用塑性密封粘接固定。
优选的，所述盖板与沥青混凝土试件的顶部之间通过密封粘接固定。
优选的，所述压力传感器置于盖板表面中心和上部底板之间。
优选的，所述位移传感器固定于顶部底板上，且位移传感器接触点位于盖板表面。
与现有技术相比，实用新型的有益效果是：
1、能够进行不同孔隙率沥青混凝土的水力劈裂试验；
2、能够测试沥青混凝土试件在水力劈裂过程中的顶部反力和位移变化，了解水力劈裂的发展过程和临界点；
3、能够进行特定温度下的水力劈裂试验。
附图说明
为了更清楚地说明实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实用新型结构示意图；
图2为实用新型试件试验压力过程线和位移过程线折线图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-底板，2-固定支柱，3-套筒，4-螺栓，5-沥青混凝土试件，6-进水孔，7-盖板，8-压力传感器，9-位移传感器，10-注水孔。
具体实施方式
下面将结合实用新型实施例中的附图，对实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于实用新型保护的范围。
请参阅图1-2，实用新型提供一种技术方案：一种沥青混凝土水力劈裂试验装置，包括上下底板1、固定支柱2、套筒3、沥青混凝土试件5、盖板7、压力传感器8和位移传感器9，两组所述底板1呈相互平行设置，两组所述底板1之间的两端处通过固定支柱2连接，所述套筒3通过螺栓4固定连接于底部所述底板1的顶部，所述沥青混凝土试件5放置于套筒3的内部，所述盖板7安装于沥青混凝土试件5的顶部，所述压力传感器8和位移传感器9连接于盖板7和顶部所述底板1之间，底部所述底板1的中间位置开有注水孔10，所述沥青混凝土试件5的底部中间位置开有进水孔6，所述进水孔6和注水孔10同轴设置。
其中，所述底板1、套筒3和盖板7均采用金属材料，所述沥青混凝土试件5采用马歇尔试件，所述沥青混凝土试件5的底部和底板1通过密封粘接固定，所述沥青混凝土试件5的侧面与套筒3的内壁之间采用塑性密封粘接固定，所述盖板7与沥青混凝土试件5的顶部之间通过密封粘接固定，所述压力传感器8置于盖板7表面中心和上部底板1之间，所述位移传感器9固定于顶部底板1上，且位移传感器9接触点位于盖板7表面。
该种沥青混凝土水力劈裂试验的方法具体步骤如下：
S1：试件准备：通过室内成型或者现场取芯取得沥青混凝土试件5，将沥青混凝土试件5加工成符合试验装置要求的尺寸；
S2：试件安装：将沥青混凝土试件5放置于试验装置的套筒3中间，并将底板1、套筒3、沥青混凝土试件5和盖板7之间实施密封粘接；
S3：温度控制：将试验装置连同安装好的沥青混凝土试件5一起置于要求的环境温度下，用于模拟工程实际温度情况；
S4：试件加载：从试验装置底部注水孔10向沥青混凝土试件5的底部进水孔6施加要求大小的水压力，外部水体通过沥青混凝土试件5的底部中心孔向沥青混凝土内部逐渐扩散，并维持压力不变，持续加压，直至沥青混凝土试件5发生水力劈裂破坏或者沥青混凝土试件5变形稳定，通过沥青混凝土试件5顶部压力传感器8和位移传感器9量测，得到沥青混凝土试件5顶端的压力过程线和位移过程线；
S5：试验分析：发生水力劈裂时，压力过程线中的压力突变增大点就是水力劈裂发生的时刻，通过压力过程线了解沥青混凝土试件5水力劈裂断面积的变化过程，图2中箭头所指就是水力劈裂发生的临界点，试验结束后，取出沥青混凝土试件5，可以观察沥青混凝土试件5破坏断面情况。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的实用新型优选实施例只是用于帮助阐述实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用实用新型。实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种沥青混凝土水力劈裂试验装置，包括上下底板(1)、固定支柱(2)、套筒(3)、沥青混凝土试件(5)、盖板(7)、压力传感器(8)和位移传感器(9)，其特征在于：两组所述底板(1)呈相互平行设置，两组所述底板(1)之间的两端处通过固定支柱(2)连接，所述套筒(3)通过螺栓(4)固定连接于底部所述底板(1)的顶部，所述沥青混凝土试件(5)放置于套筒(3)的内部，所述盖板(7)安装于沥青混凝土试件(5)的顶部，所述压力传感器(8)和位移传感器(9)连接于盖板(7)和顶部所述底板(1)之间，底部所述底板(1)的中间位置开有注水孔(10)，所述沥青混凝土试件(5)的底部中间位置开有进水孔(6)，所述进水孔(6)和注水孔(10)同轴设置。
2.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土水力劈裂试验装置，其特征在于：上下所述底板(1)、固定支柱(2)、套筒(3)和盖板(7)均采用金属材料。
3.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土水力劈裂试验装置，其特征在于：所述沥青混凝土试件(5)采用马歇尔试件。
4.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土水力劈裂试验装置，其特征在于：所述沥青混凝土试件(5)的底部和底板(1)通过密封粘接固定。
5.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土水力劈裂试验装置，其特征在于：所述沥青混凝土试件(5)的侧面与套筒(3)的内壁之间采用塑性密封粘接固定。
6.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土水力劈裂试验装置，其特征在于：所述盖板(7)与沥青混凝土试件(5)的顶部之间通过密封粘接固定。
7.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土水力劈裂试验装置，其特征在于：所述压力传感器(8)置于盖板(7)表面中心和上部底板(1)之间。
8.根据权利要求1所述的一种沥青混凝土水力劈裂试验装置，其特征在于：所述位移传感器(9)固定于顶部底板(1)上，且位移传感器(9)接触点位于盖板(7)表面。
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| CN201920280345.5U CN209589711U (zh) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | 一种沥青混凝土水力劈裂试验装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109765115A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-05-17 | 中国水利水电科学研究院 | 一种沥青混凝土水力劈裂试验装置及方法 |
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2019
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| CN109765115A (zh) * | 2019-03-05 | 2019-05-17 | 中国水利水电科学研究院 | 一种沥青混凝土水力劈裂试验装置及方法 |
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