專利名稱：巖石裂隙剪切滲流耦合試驗盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種復(fù)雜應(yīng)力條件下的試驗設(shè)備，尤其涉及一種圍壓作用下巖石裂隙剪切滲流耦合試驗盒。
背景技術(shù)：
在石油礦山開采、水利水電、煤礦生產(chǎn)、交通邊坡等工程中，地下水對巖體工程的穩(wěn)定性有著重要影響。一方面地下水可改變巖體的應(yīng)力和變形，另一方面巖體結(jié)構(gòu)面的幾何特征及其物理力學(xué)性質(zhì)對地下水滲流起決定性作用。巖體中節(jié)理裂隙的滲透和變形模量都遠(yuǎn)大于巖石基層，因此，巖體中各類結(jié)構(gòu)面與地下水的相互作用往往直接決定著工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全。因此，本領(lǐng)域非常需要對節(jié)理的剪切-滲流耦合特性進(jìn)行研究，而進(jìn)行巖石節(jié)理的室內(nèi)剪切-滲流耦合試驗，是一種有效的研究手段。巖石節(jié)理剪切滲流耦合試驗中的關(guān)鍵技術(shù)是試驗邊界條件的實現(xiàn)，即位移、荷載邊界條件和滲流邊界條件。在巖石節(jié)理的剪切過程中，當(dāng)上、下節(jié)理面在剪切力作用下產(chǎn)生相對位移時，通過在剪切盒進(jìn)水口和出水口之間設(shè)定一定的水壓差，即滲透水壓力，來實現(xiàn)巖石節(jié)理內(nèi)的水沿指定路徑流動，同時要保證剪切盒在垂直水流方向邊界上不發(fā)生水流滲漏，因此必須對剪切盒做良好的密封。但目前還沒有一種具有圍壓功能剪切盒，來保證密封性，導(dǎo)致試驗結(jié)果精度不高。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本實用新型提出的巖石裂隙剪切滲流耦合試驗盒，可以保證在巖石節(jié)理的剪切過程中，當(dāng)上、下節(jié)理面在剪切力作用下產(chǎn)生相對位移時，實現(xiàn)巖石節(jié)理內(nèi)的水沿指定路徑流動，且在垂直水流方向邊界上不發(fā)生水流滲漏。本實用新型所述的巖石裂隙剪切滲流耦合試驗盒的具體技術(shù)方案為巖石裂隙剪切滲流耦合試驗盒，包括上剪切盒和下剪切盒，上剪切盒包括上密封套、上剪切板和上壓塊，上密封套和上壓塊可隨上剪切板橫向移動，上剪切盒上還設(shè)置有進(jìn)氣口和進(jìn)水口 ；下剪切盒包括下密封套、下剪切板和下壓塊，下密封套和下壓塊可隨下剪切板橫向移動，下剪切盒上，在進(jìn)水口的相對側(cè)設(shè)置有出水口 ；上密封套和下密封套形狀結(jié)構(gòu)對稱，分別具有放置試樣的中空腔；上、下密封套體為中空體，中空體內(nèi)可注入傳遞壓力的液態(tài)或半液態(tài)物質(zhì)，實現(xiàn)試件的圍壓加載。上述上壓塊的中部開設(shè)有觀測口。上述上壓塊和上密封套之間設(shè)置有上蓋板；下壓塊與下密封套之間設(shè)置有下蓋板。上述上、下密封套上分別設(shè)置有圍壓液體加載口。上述上剪切盒和下剪切盒通過框架固定在一起。上述上、下密封套由聚氨脂制材料澆注模壓成型。本實用新型的有益效果是當(dāng)需要做剪切試驗時，上剪切盒和下剪切盒被框架壓緊，但仍處于可滑動狀態(tài)。試樣處于浮動狀態(tài)。上密封套和下密封套在受到其內(nèi)部液體壓力的作用下，上密封套和下密封套的接觸面緊密接觸，保證了密封性，同時又能保證倆密封套在相對滑動的過程中保持密封，從而提高了實驗結(jié)果的精度。

附圖1為本實用新型所述剪切盒的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本實用新型所述密封套的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為圖2中A-A向剖視圖；附圖4為圖2中B-B向剖視圖。附圖標(biāo)記如下1-上剪切盒，2-下剪切盒，3-框架，4-圍壓液體加載口，5-中空腔，6-中空體， 11-上密封套，12-上剪切板，13-上壓塊，14-進(jìn)水口，15-觀測口，16-上蓋板，21-下密封套，22-下剪切板，23-下壓塊，24-出水口，25-下蓋板。
具體實施方式
下面參照附圖對本實用新型所述的巖石裂隙剪切滲流耦合試驗盒做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。參見附圖1 一 4，巖石裂隙剪切滲流耦合試驗盒，包括上剪切盒1和下剪切盒2，上剪切盒1包括上密封套11、上剪切板12和上壓塊13，上密封套11和上壓塊13可隨上剪切板12橫向移動，上剪切盒1上還設(shè)置有進(jìn)氣口(圖中未示出)和進(jìn)水口 14 ；下剪切盒2包括下密封套21、下剪切板22和下壓塊23，下密封套21和下壓塊23可隨下剪切板22橫向移動，在下剪切盒2，進(jìn)水口的相對側(cè)設(shè)置有出水口 M ；上密封套11和下密封套21形狀結(jié)構(gòu)對稱，分別具有放置試樣的中空腔5 ；上、下密封套體為中空體6，中空體內(nèi)可注入傳遞壓力的液態(tài)或半液態(tài)物質(zhì)。為了便于觀察水在裂隙試樣內(nèi)的流動過程，在上壓塊13的中部開設(shè)有觀測口 15。 觀測口的上方可安裝數(shù)碼攝像等觀測設(shè)備。為了保證上下剪切盒之間的密封性，在上壓塊13和上密封套11之間設(shè)置有上蓋板16 ；下壓塊23與下密封套21之間設(shè)置有下蓋板25。上述上、下密封套由聚氨脂橡膠材料澆注模壓成型，上、下密封套上分別設(shè)置有圍壓液體加載口。聚氨脂橡膠具有既軟又硬，摩擦小等特點。在工作時，試樣放置在密封套中間，當(dāng)試樣裝好之后，中空腔內(nèi)將注入一定壓力的液體，上密封套在壓力下緊緊貼到試樣上半部的四周，而下密封套在壓力下緊緊貼到試樣下半部的四周，從而實現(xiàn)了有效的密封。同時上密封套和下密封套的接觸面也受到了壓力緊密接觸，實現(xiàn)了密封。當(dāng)上下剪切盒產(chǎn)生相對移動時，上密封套和下密封套的接觸面在滑動狀態(tài)下仍然保持壓縮密封，直到密封圈脫離接觸。上剪切盒有一個進(jìn)水孔用以向巖樣剪切面滲水，另有一孔作為排氣孔；下剪切盒有一個出水孔，用以排出滲入巖樣剪切面中的水。上述上剪切盒和下剪切盒通過四根拉桿形成的框架3固定在一起。以上所述，僅為本實用新型專利較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明專利的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明專利揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.巖石裂隙剪切滲流耦合試驗盒，包括上剪切盒和下剪切盒，其特征在于所述上剪切盒包括上密封套、上剪切板和上壓塊，上密封套和上壓塊可隨上剪切板橫向移動，上剪切盒上還設(shè)置有進(jìn)氣口和進(jìn)水口 ；下剪切盒包括下密封套、下剪切板和下壓塊，下密封套和下壓塊可隨下剪切板橫向移動，下剪切盒上，在進(jìn)水口的相對側(cè)設(shè)置有出水口 ；上密封套和下密封套形狀結(jié)構(gòu)對稱，分別具有放置試樣的中空腔；上、下密封套體為中空體，中空體內(nèi)可注入傳遞壓力的液態(tài)或半液態(tài)物質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的巖石裂隙剪切滲流耦合試驗盒，其特征在于所述上壓塊的中部開設(shè)有觀測口。
3.如權(quán)利要求1或2所述的巖石裂隙剪切滲流耦合試驗盒，其特征在于所述上壓塊和上密封套之間設(shè)置有上蓋板；下壓塊與下密封套之間設(shè)置有下蓋板。
4.如權(quán)利要求1所述的巖石裂隙剪切滲流耦合試驗盒，其特征在于所述上、下密封套由聚氨脂制材料澆注模壓成型，上、下密封套上分別設(shè)置有圍壓液體加載口。
5.如權(quán)利要求1所述的巖石裂隙剪切滲流耦合試驗盒，其特征在于所述上剪切盒和下剪切盒通過框架固定在一起。
專利摘要本實用新型公開一種巖石裂隙剪切滲流耦合試驗盒，屬于巖石裂隙剪切滲流耦合試驗設(shè)備領(lǐng)域，包括上剪切盒和下剪切盒，其特征在于所述上剪切盒包括上密封套、上剪切板和上壓塊，上密封套和上壓塊可隨上剪切板橫向移動，上剪切盒上還設(shè)置有進(jìn)氣口和進(jìn)水口；下剪切盒包括下密封套、下剪切板和下壓塊，下密封套和下壓塊可隨下剪切板橫向移動，下剪切盒上，在進(jìn)水口的相對側(cè)設(shè)置有出水口；上密封套和下密封套形狀結(jié)構(gòu)對稱，分別具有放置試樣的中空腔；上、下密封套體為中空體，中空體內(nèi)可注入傳遞壓力的液態(tài)或半液態(tài)物質(zhì)，實現(xiàn)試件的圍壓加載。
文檔編號G01N33/24GK202133661SQ20112022219
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者張培森, 文志杰, 王剛, 蔣宇靜 申請人:山東科技大學(xué)