CN211013810U - 岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及岩石膨胀测试技术领域，具体涉及岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具。包括测试盒体和反力梁，以测试盒体的体心为坐标原点建立三维直角坐标系，沿三维直角坐标系的三个坐标轴方向各设有至少一个测试通道，各测试通道的重合处设置方形的测试岩体，在测试盒体的底部设有注水通道，所述注水通道连通测试岩体与测试盒体外部，在每个设有测试通道的测试盒体外表面均固定有反力梁，所述反力梁的内部贯穿有反力螺纹通孔，所述反力螺纹通孔正对测试通道和测试岩体，在反力螺纹通孔内设有反力螺栓，反力螺栓与反力梁形成螺纹啮合。本实用新型可以对岩石形成持续有效的三轴固定夹持，便于对岩石进行持续精准的吸水膨胀三轴压力检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩石膨胀测试技术领域，具体涉及岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具。
背景技术
岩石在遇水作用后会发生一系列的物理和化学反应，它会引起岩石的体积膨胀和力学性能的变化。工程中定义在水的物理化学作用下随时间的发展易产生体积增加、破碎和分解的一类岩石为膨胀岩。膨胀岩具有较强膨胀性能，当岩体受到扰动，特别是遇水时，性状常发生巨大变化，产生体积膨胀，对构筑物产生巨大的膨胀压力，严重影响工程的稳定性，会引起地质灾害。对岩石膨胀性进行试验测试是岩土工程领域的一项重要工作。岩石膨胀性试验主要包括膨胀率试验和膨胀力试验，膨胀率试验是测量膨胀岩遇水后轴向变形的膨胀率，膨胀力试验是测量膨胀岩遇水后变形趋势被约束的轴向膨胀力。
现有土工膨胀力试验方法是将试样置于固定仪器内，并在向仪器内加水将试样浸没在水中后，通过持续的杠杆加压，控制试样不产生变形，平衡和测量试样完全膨胀后产生的最大膨胀力。在整个试验过程中，样品始终位于固定仪器内，试验员无法得知样品的含水率，直到试验结束后才能将试样取出并烘干，根据烘干前后的重量值来得到试样的初始含水率和最终含水率。且现有的方法所测得的膨胀力是圆柱体试样轴向的最大膨胀力，在用套环控制试样的侧向变形时，没有测得试样的侧向膨胀力。在实际工程中，地底岩石所受的压力是来自于各个方向，其所受的约束也来自于各个方向，则岩石产生的膨胀力也将影响各个方向。同时，由于试验过程中要求试样不能发生膨胀变形，试验员也不能中途取下杠杆的荷载来称量荷载重量，计算试样的实时膨胀力大小，否则试样在未完全膨胀的情况下，由于外部压力消失，会立即产生膨胀变形，只能在试验结束后才能取下荷重并称量换算得知试样的一个最大膨胀力，无法在岩石的吸水过程中对岩石形成持续有效的三轴膨胀压力测量。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具，其应用时，可以模拟实际工况对岩石形成持续有效的三轴固定夹持，便于对岩石进行持续精准的吸水膨胀三轴压力检测。
本实用新型所采用的技术方案为：
岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具，包括测试盒体和反力梁，所述测试盒体为方形盒体，以测试盒体的体心为坐标原点建立三维直角坐标系，在测试盒体内部沿三维直角坐标系的三个坐标轴方向各设有至少一个测试通道，测试通道从测试盒体的体心贯穿至测试盒体外表面，各测试通道的重合处设置方形的测试岩体，在测试盒体的底部设有注水通道，所述注水通道一端通至测试岩体底面，另一端与测试盒体外部连通，在每个设有测试通道的测试盒体外表面均固定有反力梁，所述反力梁的内部贯穿有反力螺纹通孔，所述反力螺纹通孔正对测试通道和测试岩体，在反力螺纹通孔内设有反力螺栓，反力螺栓与反力梁形成螺纹啮合。
作为上述技术方案的优选，所述反力梁内还设有固定螺纹通孔，在设有测试通道的每个测试盒体外表面均设置固定螺纹盲孔，固定螺纹通孔与固定螺纹盲孔正对，在固定螺纹通孔和固定螺纹盲孔内拧有固定螺栓，所述固定螺栓与反力梁和测试盒体形成螺纹啮合。
作为上述技术方案的优选，所述固定螺纹盲孔设有两个，两个固定螺纹盲孔分别位于测试通道两侧，所述固定螺纹通孔也设有两个，两个固定螺纹通孔分别位于反力螺纹通孔两侧。
作为上述技术方案的优选，所述测试通道内设有压力传感器，反力螺栓将压力传感器挤压固定在测试岩体上。
作为上述技术方案的优选，所述压力传感器与测试岩体之间设有防水垫块，防水垫块的外侧设有凸台，压力传感器抵在凸台上。
作为上述技术方案的优选，所述测试盒体的左右两侧中只有一侧设置测试通道，前后两侧中只有一侧设置测试通道，测试盒体的顶部设置测试通道。
作为上述技术方案的优选，所述测试盒体的左侧、右侧、前侧、后侧和顶部均设置测试通道。
作为上述技术方案的优选，所述测试盒体的内底部设有透水垫块，透水垫块内部设有若干透水孔，透水孔与注水通道连通。
作为上述技术方案的优选，所述测试盒体的外壁底部嵌设有注水管，所述注水管与注水通道连通。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型应用时，可将测试岩体和压力传感器通过测试通道置入测试盒体内，将反力梁固定在测试通道外，将反力螺栓通过反力螺纹通孔拧入测试通道内，将压力传感器挤压固定在测试岩体上，然后通过注水通道向测试岩体定量注水，就可以对测试岩体形成持续有效的三轴固定夹持，同时便于对岩石进行持续精准的吸水膨胀三轴压力检测。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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本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为本实用新型的结构示意图；
图2为测试盒体的俯视结构示意图；
图3为反力梁的俯视结构示意图；
图4为反力梁的剖视图；
图5为防水垫块的结构示意图；
图6为实施例4中透水垫块的剖视图；
图7为实施例4中透水垫块的俯视图。
图中：1、测试盒体；2、测试岩体；3、压力传感器；4、反力梁；5、反力螺栓；6、固定螺栓；7、防水垫块；8、透水垫块；9、注水通道；10、测试通道；11、固定螺纹盲孔；12、固定螺纹通孔；13、反力螺纹通孔；14、透水孔；15、注水管；16、凸台。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。
应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本实用新型的示例实施例的范围。
应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
应当理解，在本实用新型的描述中，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
应当理解，当将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，当将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，不存在中间单元。应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”,“相邻”对“直接相邻”等等)。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本实用新型的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。
还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。
在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。
实施例1：
本实施例提供了岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具，如图1至图4所示：
包括测试盒体1和反力梁4，所述测试盒体1为方形盒体，以测试盒体1的体心为坐标原点建立三维直角坐标系，在测试盒体1内部沿三维直角坐标系的三个坐标轴方向各设有至少一个测试通道10，测试通道10从测试盒体1的体心贯穿至测试盒体1外表面，各测试通道10的重合处设置方形的测试岩体2，在测试盒体1的底部设有注水通道9，所述注水通道9一端通至测试岩体2底面，另一端与测试盒体1外部连通，在每个设有测试通道10的测试盒体1外表面均固定有反力梁4，所述反力梁4的内部贯穿有反力螺纹通孔13，所述反力螺纹通孔13正对测试通道10和测试岩体2，在反力螺纹通孔13内设有反力螺栓5，反力螺栓5与反力梁4形成螺纹啮合。所述测试通道10内设有压力传感器3，反力螺栓5将压力传感器3挤压固定在测试岩体2上。
具体实施时，可将测试岩体2和压力传感器通过测试通道10置入测试盒体1内，将反力梁4固定在测试通道10外，将反力螺栓5通过反力螺纹通孔13拧入测试通道10内，将压力传感器挤压固定在测试岩体2上，然后通过注水通道9向测试岩体2定量注水，就可以对测试岩体2形成持续有效的三轴固定夹持，同时便于对岩石进行持续精准的吸水膨胀三轴压力检测。
实施例2：
作为对上述实施例的优化，所述测试盒体1的左右两侧中只有一侧设置测试通道10，前后两侧中只有一侧设置测试通道10，测试盒体1的顶部设置测试通道10。或者测试盒体1的左侧、右侧、前侧、后侧和顶部均设置测试通道10。如图5所示，所述压力传感器3与测试岩体2之间设有防水垫块7，防水垫块7的外侧设有凸台16，压力传感器3抵在凸台16上，其应用时，防水垫块7起到传力的作用且不会将测试岩体2内的水分吸走，从一方面减小了测量误差。
实施例3：
作为对上述实施例的优化，所述反力梁4内还设有固定螺纹通孔12，在设有测试通道10的每个测试盒体1外表面均设置固定螺纹盲孔11，固定螺纹通孔12与固定螺纹盲孔11正对，在固定螺纹通孔12和固定螺纹盲孔11内拧有固定螺栓6，所述固定螺栓6与反力梁4和测试盒体1形成螺纹啮合。所述固定螺纹盲孔11设有两个，两个固定螺纹盲孔11分别位于测试通道10两侧，所述固定螺纹通孔12也设有两个，两个固定螺纹通孔12分别位于反力螺纹通孔13两侧，以提高对反力梁4的限固效果。
实施例4：
作为对上述实施例的优化，如图6至图7所示，所述测试盒体1的内底部设有透水垫块8，透水垫块8内部设有若干透水孔14，透水孔14与注水通道9连通。所述测试盒体1的外壁底部嵌设有注水管15，所述注水管15与注水通道9连通，通过注水管15可以在外部连接刻度滴管之类的定量工具，便于对测试岩体2形成持续定量的注水。
本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。
Claims (9)
1.岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具，其特征在于：包括测试盒体(1)和反力梁(4)，所述测试盒体(1)为方形盒体，以测试盒体(1)的体心为坐标原点建立三维直角坐标系，在测试盒体(1)内部沿三维直角坐标系的三个坐标轴方向各设有至少一个测试通道(10)，测试通道(10)从测试盒体(1)的体心贯穿至测试盒体(1)外表面，各测试通道(10)的重合处设置方形的测试岩体(2)，在测试盒体(1)的底部设有注水通道(9)，所述注水通道(9)一端通至测试岩体(2)底面，另一端与测试盒体(1)外部连通，在每个设有测试通道(10)的测试盒体(1)外表面均固定有反力梁(4)，所述反力梁(4)的内部贯穿有反力螺纹通孔(13)，所述反力螺纹通孔(13)正对测试通道(10)和测试岩体(2)，在反力螺纹通孔(13)内设有反力螺栓(5)，反力螺栓(5)与反力梁(4)形成螺纹啮合。
2.根据权利要求1所述的岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具，其特征在于：所述反力梁(4)内还设有固定螺纹通孔(12)，在设有测试通道(10)的每个测试盒体(1)外表面均设置固定螺纹盲孔(11)，固定螺纹通孔(12)与固定螺纹盲孔(11)正对，在固定螺纹通孔(12)和固定螺纹盲孔(11)内拧有固定螺栓(6)，所述固定螺栓(6)与反力梁(4)和测试盒体(1)形成螺纹啮合。
3.根据权利要求2所述的岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具，其特征在于：所述固定螺纹盲孔(11)设有两个，两个固定螺纹盲孔(11)分别位于测试通道(10)两侧，所述固定螺纹通孔(12)也设有两个，两个固定螺纹通孔(12)分别位于反力螺纹通孔(13)两侧。
4.根据权利要求1所述的岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具，其特征在于：所述测试通道(10)内设有压力传感器(3)，反力螺栓(5)将压力传感器(3)挤压固定在测试岩体(2)上。
5.根据权利要求4所述的岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具，其特征在于：所述压力传感器(3)与测试岩体(2)之间设有防水垫块(7)，防水垫块(7)的外侧设有凸台(16)，压力传感器(3)抵在凸台(16)上。
6.根据权利要求1所述的岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具，其特征在于：所述测试盒体(1)的左右两侧中只有一侧设置测试通道(10)，前后两侧中只有一侧设置测试通道(10)，测试盒体(1)的顶部设置测试通道(10)。
7.根据权利要求1所述的岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具，其特征在于：所述测试盒体(1)的左侧、右侧、前侧、后侧和顶部均设置测试通道(10)。
8.根据权利要求1所述的岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具，其特征在于：所述测试盒体(1)的内底部设有透水垫块(8)，透水垫块(8)内部设有若干透水孔(14)，透水孔(14)与注水通道(9)连通。
9.根据权利要求1所述的岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具，其特征在于：所述测试盒体(1)的外壁底部嵌设有注水管(15)，所述注水管(15)与注水通道(9)连通。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201922032705.2U CN211013810U (zh) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具 |
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| CN201922032705.2U CN211013810U (zh) | 2019-11-22 | 2019-11-22 | 岩石吸水膨胀三轴压力测试用固定器具 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113155663A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-07-23 | 哈尔滨工业大学 | 试验室用多孔材料压力-吸水耦合测试装置及其测试方法 |
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2019
- 2019-11-22 CN CN201922032705.2U patent/CN211013810U/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113155663A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-07-23 | 哈尔滨工业大学 | 试验室用多孔材料压力-吸水耦合测试装置及其测试方法 |
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