本發(fā)明涉及巖石崩解領(lǐng)域，具體為一種干濕交替和應(yīng)力共同作用的巖石崩解試驗裝置及試驗方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)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(nèi)巖石的崩解環(huán)境條件。即不能模擬巖石在干濕交替和應(yīng)力共同作用的環(huán)境條件。因此，采用現(xiàn)有巖石崩解儀進行水位變動帶巖石的崩解試驗，獲得的結(jié)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(nèi)巖石的崩解機理，作為評價涉水工程巖體穩(wěn)定性的重要依據(jù)，在涉水邊坡、隧洞等巖體工程破壞機制研究和穩(wěn)定性評價方面均有重要的應(yīng)用價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種干濕交替和應(yīng)力共同作用的巖石崩解試驗裝置及試驗方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)巖石崩解試驗中不能考慮巖石所處環(huán)境條件的問題，

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種干濕交替和應(yīng)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(nèi)側(cè)面中間位置，長方盒體置于反力支架內(nèi)部，長方盒體四周側(cè)面設(shè)置有預(yù)留孔，墊塊置于預(yù)留孔中，長方盒體四周內(nèi)側(cè)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(yīng)力狀態(tài)：第一主應(yīng)力狀態(tài)、第二主應(yīng)力狀態(tài)。

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(yīng)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(cè)面中心位置均設(shè)有預(yù)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(cè)面的預(yù)留圓孔中。

所述長方盒體底部鏤空，并向外突出構(gòu)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(chǎn)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(cè)面留兩個孔，分別外接出水管和進風(fēng)口。通過向鋼盆與長方盒體中注水，按擬預(yù)備實驗中獲得的時間濕化試樣，濕化過程結(jié)束后，排出浸泡液并風(fēng)干試樣，如此反復(fù)來模擬水庫岸坡消落帶表面巖石所處的干濕交替狀態(tài)。

所述油管連接壓力控制系統(tǒng)，壓力控制系統(tǒng)由電腦主機、顯示器及油壓裝置組成。

本發(fā)明一種干濕交替和應(yīng)力共同作用的巖石崩解試驗裝置及試驗方法，優(yōu)點在于：

可以通過計算機控制的智能加壓設(shè)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(yīng)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(jié)束后，排出浸泡液并風(fēng)干試樣，如此反復(fù)來模擬水庫岸坡消落帶表面巖石所處的干濕交替狀態(tài)?？蓪崿F(xiàn)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為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的整體俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的整體正視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的整體剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的長方盒體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的推板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明的墊塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明的鋼盆的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為岸坡表面巖石所處的兩向應(yīng)力狀態(tài)示意圖。

具體實施方式

一種干濕交替和應(yīng)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(nèi)側(cè)面中間位置，長方盒體3置于反力支架2內(nèi)部，長方盒體3四周側(cè)面設(shè)置有預(yù)留孔5，墊塊4置于預(yù)留孔5中，長方盒體3四周內(nèi)側(cè)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(yīng)力狀態(tài)：第一主應(yīng)力狀態(tài)σ₁、第二主應(yīng)力狀態(tài)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(yīng)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(cè)面中心位置均設(shè)有預(yù)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(cè)面的預(yù)留圓孔中。

所述長方盒體3底部鏤空，并向外突出構(gòu)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(chǎn)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(cè)面留兩個孔，分別外接出水管15和進風(fēng)口16。通過向鋼盆與長方盒體中注水，按規(guī)定的時間濕化試樣，濕化過程結(jié)束后，排出浸泡液并風(fēng)干試樣，如此反復(fù)來模擬水庫岸坡消落帶表面巖石所處的干濕交替狀態(tài)。

所述油管11連接壓力控制系統(tǒng)18，壓力控制系統(tǒng)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(yīng)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(yù)留孔5對準油壓千斤頂1，在長方盒體3四周預(yù)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(nèi)側(cè)面與試樣之間，緊貼長方盒體3內(nèi)側(cè)面。

步驟3：根據(jù)試樣所處的應(yīng)力狀態(tài)在壓力控制系統(tǒng)18的控制軟件中設(shè)定壓力值，啟動加壓設(shè)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(jié)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(jù)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(jié)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(fēng)口16的控制閥，使用風(fēng)機向鋼盆7內(nèi)鼓風(fēng)，將試樣風(fēng)干，至此本次干燥階段結(jié)束；

步驟6：試樣在設(shè)定的應(yīng)力狀態(tài)下經(jīng)若干次干濕循環(huán)，期間崩解物落入鋼盆7中，待崩解過程結(jié)束后，可對收集的浸泡液和崩解物進行相關(guān)測試分析。