CN213632888U - 一种耐高压的含预制裂隙试样制备装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种耐高压的含预制裂隙试样制备装置，包括立方体试样、密封钢架和平板型预制裂隙，立方体试样设置在密封钢架内，平板型预制裂隙位于立方体试样中心处，密封钢架上下两端均设置有密封钢板，立方体试样上部设置有圆孔，圆孔内设置有高压膨胀式止水塞，平板型预制裂隙设置在立方体试样中间，高压膨胀式止水塞中间设置有钢管一，立方体试样下表面中心处设置有钢管二，钢管一和钢管二均穿过相对应的密封钢板上的通孔，钢管一和钢管二出口端连接有高压快速接头，高压快速接头连接有排气阀、截止阀和水压传感器。本实用新型结构简单，使用便捷，有效解决了现有技术中密封困难和试样高压渗透压力承受能力低等问题。
Description
技术领域
本实用新型属于岩土工程技术领域，具体涉及到一种耐高压的含预制裂隙试样制备装置。
背景技术
工程岩体现场开挖过程中岩体不可避免的要出现开裂、承载能力降低、渗透性增强进而遇水软化等问题，因此，需要事先进行试验研究，并作出评估，为工程设计提供基本的依据。在高压水力劈裂、高压渗流以及劈裂注浆等高渗透压力试验中，为研究裂隙的影响，往往需要采用含预制裂隙的岩石试样进行试验测试。但由于密封困难，采用常规试样制作方法制成的裂隙试样，往往难以承受较高的高渗透压力，使得试验条件与实际条件具有较大差异。因此，急需一种可加载真三轴地应力、耐高压的含预制垂直裂隙岩石试样制作装置。
实用新型内容
针对上述不足，本实用新型提供一种耐高压的含预制裂隙试样制备装置，结构简单，使用便捷，能够制得可加载真三轴地应力、耐高压的含预制垂直裂隙的岩石试样，有效解决了现有技术中密封困难和试样高压渗透压力承受能力低等问题。
为实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种耐高压的含预制裂隙试样制备装置，包括立方体试样、密封钢架和平板型预制裂隙，立方体试样设置在密封钢架内，平板型预制裂隙位于立方体试样中心处，密封钢架上下两端均设置有密封钢板，立方体试样上部设置有圆孔，圆孔内设置有直径小于圆孔直径的高压膨胀式止水塞，平板型预制裂隙设置在圆孔底面以下的立方体试样中间，高压膨胀式止水塞中间设置有钢管一，立方体试样下表面中心处设置有钢管二，钢管一和钢管二均穿过相对应的密封钢板上的通孔，高压膨胀式止水塞与密封钢架共同形成高压水密封装置，钢管一和钢管二出口端连接有高压快速接头，高压快速接头连接有排气阀、截止阀和水压传感器。
本实用新型的有益效果是：装置在使用时，将立方体试样放置在密封钢架内，立方体试样上表面的高压膨胀式止水塞与密封钢架共同作用，形成高压水密封装置，可实现不低于10MPa的水压密封，甚至能够实现最高30-40MPa的水压密封；此时密封装置将对立方体试样产生附加约束，影响试样的物理力学性能，可以将该附加约束视为立方体试样的一部分，在保持几何相似的前提下，重新计算弹性模量、抗压强度等力学参数，以使立方体试样整体满足于实际使用相似的条件，使得后续的试验结果更加准确，贴合实际。设置在高压膨胀式止水塞中的钢管一，作为压水孔或注浆孔，可连接水压源，用于模拟实际环境高压条件；而钢管二作为排气、水压及注浆压力监测孔，用于监测试验过程中的参数变化。本实用新型提供的装置，能够制得可以加载真三轴地应力，且耐高压的含预制裂隙的岩石试样，装置整体密封性好，克服了现有设备中密封困难的问题，所得试样能够承受较高的渗透压力，可以较为准确的模拟岩样地应力条件和真实高压渗透压力环境，使得试验结果更加的准确，为实际使用提供理论基础。
进一步，立方体试样为正四棱柱试样，底边长0.4m，高0.6m。
进一步，平板型预制裂隙位于立方体试样上部直径200mm的圆孔底面以下，距立方体试样表面200-400mm处，长200mm。
进一步，钢管一和钢管二均为高强度钢管，直径分别为16mm、16mm。
进一步，立方体试样上部圆孔内设置高压膨胀式止水塞，与密封钢架共同作用，实现高压密封。
采用上述进一步方案的有益效果是：试样能够在较高渗透压力下工作，避免在使用过程中出现渗漏、开裂等损坏，影响试验的进行。
进一步，钢管一和钢管二与立方体试样钻孔壁之间通过环氧树脂粘结密封。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用环氧树脂等高强材料粘结密封，使得钢管与钻孔壁之间的密封性能较好，不易渗漏。
进一步，平板型预制裂隙的裂尖上可设置有若干应变花。
采用上述进一步方案的有益效果是：除了设置应变花，还可以在传力板上设置声发射传感器，用于监测试验参数变化。
进一步，立方体试样各表面均可通过传力板，采用液压加载装置独立地均匀施加荷载。
采用上述进一步方案的有益效果是：液压加载装置荷载能够直接加载立方体试样的六个表面，用于模拟真实的地应力环境。
附图说明
图1为本实用新型的示意图；
其中，1、立方体试样；2、密封钢架；3、钢管一；4、钢管二；5、高压膨胀式止水塞；6、应变花；7、平板型预制裂隙；8、圆孔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
本实用新型的一个实施例中，如图1所示，提供了一种耐高压的含预制裂隙试样制备装置，包括立方体试样1、密封钢架2和平板型预制裂隙7，立方体试样1为正四棱柱试样，底边长0.4m，高0.6m，且立方体试样1设置在密封钢架2内，立方体试样1上部设置有直径200mm深200-400mm的圆孔8，圆孔8内设置有直径小于圆孔8直径的高压膨胀式止水塞5，平板型预制裂隙7位于圆孔8底面以下的立方体试样1中间，密封钢架2上下两端均设置有密封钢板，圆孔8内设置有高压膨胀式止水塞5，高压膨胀式止水塞5中间设置有钢管一3，立方体试样1下表面中心处设置有钢管二4，钢管一3、钢管二4均为高强度钢管，直径分别为16mm、16mm，钢管一3和钢管二4均穿过相对应的密封钢板上的通孔，高压膨胀式止水塞5与密封钢架2共同形成高压水密封装置，钢管一3和钢管二4出口端连接有高压快速接头，高压快速接头连接有排气阀、截止阀和MIK-P300型水压传感器。装置在使用时，将立方体试样1放置在密封钢架2内，立方体试样1上表面的高压膨胀式止水塞5与密封钢架2共同作用，形成高压水密封装置，可实现不低于10MPa的水压密封，甚至能够实现最高30-40MPa的水压密封；此时密封装置将对立方体试样1产生附加约束，影响其试样的物理力学性能，可以将该附加约束视为立方体试样1的一部分，在保持几何相似的前提下，重新计算弹性模量、抗压强度等力学参数，以使立方体试样1整体满足于实际使用相似的条件，使得后续的试验结果更加准确，贴合实际。高强度钢管能够在较高渗透压力下工作，避免在使用过程中出现损坏，影响试验的进行；设置在高压膨胀式止水塞5中的钢管一3，作为压水孔或注浆孔，可连接水压源，用于模拟实际高压环境条件；而钢管二4作为排气、水压及注浆压力监测孔，用于监测试验过程中的参数变化。本实用新型提供的装置，能够制得可以加载真三轴地应力，且耐高压的含预制裂隙的岩石试样，装置整体密封性好，克服了现有设备中密封困难的问题，所得试样能够承受较高的渗透压力，可以较为准确的模拟岩样地应力条件和真实高压渗透压力环境，使得试验结果更加的准确，为实际使用提供理论基础。
钢管一3和钢管二4与立方体试样1钻孔壁之间通过环氧树脂粘结密封；采用环氧树脂等高强材料粘结密封，使得钢管与钻孔壁之间的密封性能较好，不渗漏。平板型预制裂隙7的裂尖上可设置有若干应变花6；除了设置应变花6，还可以在传力板上设置SS430型声发射传感器，用于监测试验参数的变化。立方体试样1各表面均设置有液压加载装置；液压加载装置能够对立方体试样1的六个表面独立均匀地加载，用于模拟真实的地应力环境。
使用时，将立方体试样1放置在密封钢架2内，立方体试样1上表面的高压膨胀式止水塞5与密封钢架2共同作用，形成高压水密封装置，可实现10MPa的水压密封，此时密封装置将对立方体试样1产生附加约束，钢管一3连接水压源，用于模拟实际环境条件，钢管二4作为排气、水压及注浆压力监测孔，用于监测试验过程中的参数变化，在立方体试样1各表面可设置液压加载装置，直接加载立方体试样1的六个表面，用于模拟真三轴的地应力环境。本实用新型结构简单，使用便捷，能够制得可加载真三轴地应力、耐高压的含预制垂直裂隙的岩石试样，有效解决了现有技术中密封困难和试样高压渗透压力承受能力低等问题。
虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (7)
1.一种耐高压的含预制裂隙试样制备装置，其特征在于，包括立方体试样(1)、密封钢架(2)和平板型预制裂隙(7)，所述立方体试样(1)设置在所述密封钢架(2)内，所述平板型预制裂隙(7)位于所述立方体试样(1)中心处，所述密封钢架(2)上下两端均设置有密封钢板，所述立方体试样(1)上部设置有圆孔(8)，所述圆孔(8)内设置有直径小于所述圆孔(8)直径的高压膨胀式止水塞(5)，所述平板型预制裂隙(7)设置在所述圆孔(8)底面以下的所述立方体试样(1)中间，所述高压膨胀式止水塞(5)中间设置有钢管一(3)，所述立方体试样(1)下表面中心处设置有钢管二(4)，所述钢管一(3)和所述钢管二(4)均穿过相对应的所述密封钢板上的通孔，所述高压膨胀式止水塞(5)与所述密封钢架(2)共同形成高压水密封装置，所述钢管一(3)和所述钢管二(4)出口端连接有高压快速接头，所述高压快速接头连接有排气阀、截止阀和水压传感器。
2.如权利要求1所述的耐高压的含预制裂隙试样制备装置，其特征在于，所述立方体试样(1)为正四棱柱试样。
3.如权利要求1所述的耐高压的含预制裂隙试样制备装置，其特征在于，所述平板型预制裂隙(7)位于所述立方体试样(1)上部圆孔底面以下，距立方体试样上表面200-400mm处。
4.如权利要求1所述的耐高压的含预制裂隙试样制备装置，其特征在于，所述密封钢架(2)和高压膨胀式止水塞(5)共同形成耐高压密封装置，密封能力不低于10MPa。
5.如权利要求1所述的耐高压的含预制裂隙试样制备装置，其特征在于，所述钢管一和钢管二(4)与所述立方体试样(1)钻孔壁之间通过环氧树脂粘结密封。
6.如权利要求1所述的耐高压的含预制裂隙试样制备装置，其特征在于，所述平板型预制裂隙(7)的裂尖上设置有若干应变花(6)。
7.如权利要求1所述的耐高压的含预制裂隙试样制备装置，其特征在于，所述立方体试样(1)各表面均可通过传力板采用液压加载装置，独立地均匀加载，模拟真三轴地应力环境。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202022585784.2U CN213632888U (zh) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | 一种耐高压的含预制裂隙试样制备装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202022585784.2U CN213632888U (zh) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | 一种耐高压的含预制裂隙试样制备装置 |
Publications (1)
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| CN213632888U true CN213632888U (zh) | 2021-07-06 |
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ID=76631770
Family Applications (1)
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| CN202022585784.2U Active CN213632888U (zh) | 2020-11-10 | 2020-11-10 | 一种耐高压的含预制裂隙试样制备装置 |
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| CN (1) | CN213632888U (zh) |
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2020
- 2020-11-10 CN CN202022585784.2U patent/CN213632888U/zh active Active
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