一種干濕交替和應力共同作用的巖石崩解試驗裝置的制作方法

本實用新型涉及巖石崩解領域，具體為一種干濕交替和應力共同作用的巖石崩解試驗裝置。

背景技術：

現有技術中的巖石崩解儀，不能模擬水位變動帶，如：水庫消落帶、天然河流岸坡水位變動帶、海岸水位變動帶、水工隧洞水位變動帶內巖石的崩解環境條件。即不能模擬巖石在干濕交替和應力共同作用的環境條件。因此，采用現有巖石崩解儀進行水位變動帶巖石的崩解試驗，獲得的結果不能反映水位變動帶巖石的實際崩解過程，由此揭示的巖石崩解機理是不準確的。而水位變動帶內巖石的崩解機理，作為評價涉水工程巖體穩定性的重要依據，在涉水邊坡、隧洞等巖體工程破壞機制研究和穩定性評價方面均有重要的應用價值。

技術實現要素：

本實用新型提供一種干濕交替和應力共同作用的巖石崩解試驗裝置，以解決現有技術巖石崩解試驗中不能考慮巖石所處環境條件的問題，

本實用新型所采用的技術方案是：

一種干濕交替和應力共同作用的巖石崩解試驗裝置，包括油壓千斤頂、反力支架、長方盒體、底座。反力支架置于底座上，油壓千斤頂固定于反力支架的內側面中間位置，長方盒體置于反力支架內部，長方盒體四周側面設置有預留孔，墊塊置于預留孔中，長方盒體四周內側面緊貼有推板，長方盒體的底部連接有鋼盆。

所述油壓千斤頂為4個，相對的2個油壓千斤頂為一組，共2組，同一組的兩個油壓千斤頂用油管相連，提供相同的壓力；2組油壓千斤頂，用于模擬水庫岸坡消落帶表面巖石所處的兩向應力狀態：第一主應力狀態、第二主應力狀態。

所述反力支架相鄰兩邊，通過螺栓鉸接在一起。防止兩個方向應力施加時的相互干擾。

所述長方盒體為無蓋長方體盒，其四周側面中心位置均設有預留圓孔；所述墊塊為圓柱體墊塊，共4塊，分別置于長方盒體四周側面的預留圓孔中。

所述長方盒體底部鏤空，并向外突出構成圓形接口。

所述推板共4塊，為長方體，為了避免加壓時推板間接觸產生干擾，在相鄰兩塊推板的相鄰邊角做倒角處理。

所述鋼盆為圓柱形，頂部可與長方盒體底部突出的圓形接口通過搭扣密封連接，鋼盆側面留兩個孔，分別外接出水管和進風口。通過向鋼盆與長方盒體中注水，按擬預備實驗中獲得的時間濕化試樣，濕化過程結束后，排出浸泡液并風干試樣，如此反復來模擬水庫岸坡消落帶表面巖石所處的干濕交替狀態。

所述油管連接壓力控制系統，壓力控制系統由電腦主機、顯示器及油壓裝置組成。

本實用新型一種干濕交替和應力共同作用的巖石崩解試驗裝置，優點在于：

可以通過計算機控制的智能加壓設備，控制兩組油壓千斤頂對試樣施加壓力，模擬岸坡淺表層巖石所受兩個方向的應力；在對試驗施加壓力的同時，可以通過向鋼盆與長方盒體中注水濕化試樣，濕化過程結束后，排出浸泡液并風干試樣，如此反復來模擬水庫岸坡消落帶表面巖石所處的干濕交替狀態。可實現干濕交替和圍壓共同作用下巖石崩解機理的研究。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖；

圖2為本實用新型的整體俯視結構示意圖；

圖3為本實用新型的整體正視結構示意圖；

圖4為本實用新型的整體剖視結構示意圖；

圖5為本實用新型的長方盒體的結構示意圖；

圖6為本實用新型的推板的結構示意圖；

圖7為本實用新型的墊塊的結構示意圖；

圖8為本實用新型的鋼盆的結構示意圖；

圖9為岸坡表面巖石所處的兩向應力狀態示意圖。

具體實施方式

一種干濕交替和應力共同作用的巖石崩解試驗裝置，包括油壓千斤頂1、反力支架2、長方盒體3、底座10。反力支架2置于底座10上，油壓千斤頂1固定于反力支架2的內側面中間位置，長方盒體3置于反力支架2內部，長方盒體3四周側面設置有預留孔5，墊塊4置于預留孔5中，長方盒體3四周內側面緊貼有推板6，長方盒體3的底部連接有鋼盆7。

所述油壓千斤頂1為4個，相對的2個油壓千斤頂為一組，共2組，同一組的兩個油壓千斤頂用油管11相連，提供相同的壓力；2組油壓千斤頂，用于模擬水庫岸坡消落帶表面巖石所處的兩向應力狀態：第一主應力狀態σ₁、第二主應力狀態σ₂，如圖9所示。

所述反力支架2相鄰兩邊，通過螺栓9鉸接在一起。防止兩個方向應力施加時的相互干擾。

所述長方盒體3為無蓋長方體盒，其四周側面中心位置均設有預留圓孔；所述墊塊4為圓柱體墊塊，共4塊，分別置于長方盒體3四周側面的預留圓孔中。

所述長方盒體3底部鏤空，并向外突出構成圓形接口17。

所述推板6共4塊，為長方體，為了避免加壓時推板間接觸產生干擾，在相鄰兩塊推板的相鄰邊角做倒角處理。

所述鋼盆7為圓柱形，頂部可與長方盒體3底部突出的圓形接口17通過搭扣8密封連接，鋼盆7側面留兩個孔，分別外接出水管15和進風口16。通過向鋼盆與長方盒體中注水，按規定的時間濕化試樣，濕化過程結束后，排出浸泡液并風干試樣，如此反復來模擬水庫岸坡消落帶表面巖石所處的干濕交替狀態。

所述油管11連接壓力控制系統18，壓力控制系統18由電腦主機12、顯示器13及油壓裝置14組成。

一種干濕交替和應力共同作用的巖石崩解試驗方法，包括以下步驟：

步驟1：將長方盒體3放入反力支架2中，使四邊預留孔5對準油壓千斤頂1，在長方盒體3四周預留孔5中放入墊塊4。

步驟2：將巖石試樣放入長方盒體3中，將推板6放在長方盒體3內側面與試樣之間，緊貼長方盒體3內側面。

步驟3：根據試樣所處的應力狀態在壓力控制系統18的中設定壓力值，啟動加壓設備，油壓千斤頂1通過墊塊4推動推板6對試樣施加壓力。

步驟4：向鋼盆7中注入足量的水，使巖石試樣下底面與水充分接觸，試樣浸水達到濕化時間后本次濕化過程結束。濕化時間為模擬水庫運行期消落帶巖石浸水的時間，根據以往的試驗，濕化時間為1-10d不等，濕化時間在本試驗步驟中屬于已知條件。

步驟5：濕化階段結束后，打開出水管15的控制閥，排出并收集浸泡液，然后打開進風口16的控制閥，使用風機向鋼盆7內鼓風，將試樣風干，至此本次干燥階段結束；

步驟6：試樣在設定的應力狀態下經若干次干濕循環，期間崩解物落入鋼盆7中，待崩解過程結束后，可對收集的浸泡液和崩解物進行相關測試分析。