一種模擬庫(kù)岸邊坡消落帶浸泡-風(fēng)干巖循環(huán)作用試驗(yàn)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及巖石力學(xué)試驗(yàn)領(lǐng)域中的水-巖作用試驗(yàn)裝置，可用來研究庫(kù)岸邊坡消落帶巖體在浸泡-風(fēng)干循環(huán)條件下、不同水壓力條件下、以及不同溫度條件下的損傷劣化效應(yīng)和劣化機(jī)理。
【背景技術(shù)】
[0002]大量巖土工程問題需要了解水-巖作用的特性。庫(kù)岸邊坡由于庫(kù)水位的變化，水_巖作用是在浸泡-風(fēng)干循環(huán)環(huán)境以及一定的水壓力條件下進(jìn)行的，水-巖相互作用將受浸泡-風(fēng)干循環(huán)、水壓力以及水溫影響，水-巖作用下庫(kù)岸邊坡巖體的物理力學(xué)特性劣化規(guī)律將直接影響庫(kù)岸邊坡的安全。目前，對(duì)水-巖作用的研究著重于不同含水狀態(tài)或者短期、長(zhǎng)期的浸泡，很少考慮浸泡-風(fēng)干的循環(huán)過程，也沒有較好的考慮浸泡時(shí)水壓力的變化，缺少一種儀器可較好模擬庫(kù)岸邊坡消落帶巖體的實(shí)際賦存環(huán)境。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是要提供一種能夠模擬庫(kù)岸邊坡消落帶浸泡-風(fēng)干循環(huán)過程和水壓力升降變化的水-巖作用試驗(yàn)儀。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種模擬庫(kù)岸邊坡消落帶浸泡-風(fēng)干循環(huán)作用試驗(yàn)裝置包括試驗(yàn)儀殼體，殼體上部設(shè)有蓋板，下部設(shè)有底座，在殼體內(nèi)設(shè)有金屬透水板試樣托架，由空心帶孔鋼管通過軸承支承金屬透水板試樣托架，蓋板上設(shè)有進(jìn)水管，放氣螺栓和取樣口，壓力氣囊置于殼體內(nèi)，壓力氣囊與氣囊進(jìn)氣閥連接；
[0005]殼體內(nèi)的空心帶孔鋼管由空心支座支承;空心支座內(nèi)部為空心的，且兩側(cè)各空心隔層，并且空心支座頂部具有孔洞；
[0006]在空心支座內(nèi)固定有加熱棒和溫度傳感器，并且在空心支座下端設(shè)有通風(fēng)口和排出余量水兼取水樣口，并在通風(fēng)口處設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)。
[0007]進(jìn)一步講，在蓋板和底座之間設(shè)有由加固螺栓固定的加固桿，并且在蓋板和殼體之間、底座與殼體之間均設(shè)置有墊圈。
[0008]進(jìn)一步講，水循環(huán)控制系統(tǒng)包括進(jìn)水管、進(jìn)水閥門、水栗、出水管、出水閥門以及水箱控制閥和水箱，水箱通過出水管與殼體底部連通，在出水管上設(shè)有出水閥，水箱通過進(jìn)水管與殼體上部連通，在進(jìn)水管上設(shè)有進(jìn)水閥門，水栗將水箱內(nèi)的水抽入進(jìn)水管中。
[0009]進(jìn)一步講，殼體上還設(shè)有套在鋼管上的隔氣套，所述隔氣套一端設(shè)在殼體內(nèi)、另一端設(shè)在殼體外，設(shè)在殼體外的端頭上設(shè)有蓋板，設(shè)在殼體內(nèi)的隔氣套上設(shè)有多個(gè)通氣孔。
[0010]進(jìn)一步講，溫度傳感器與電源串聯(lián)，并且由溫控開關(guān)控制加熱棒工作。
[0011]進(jìn)一步講，壓力氣囊為中空環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
[0012]進(jìn)一步講，儲(chǔ)氣瓶與壓力表之間設(shè)有放氣閥，氣壓調(diào)節(jié)閥與壓力表連接，氣壓調(diào)節(jié)閥通過連接管與氣囊進(jìn)氣閥連接，由此共同組成壓力控制系統(tǒng)。
[0013]進(jìn)一步講，試樣托架由兩塊有高差的可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的半圓形金屬透水板組成，并且在兩塊半圓形金屬透水板的交界處分別設(shè)有限位立柱和孔洞。
[0014]還可以，鋼管外表面與隔氣套內(nèi)表面之間設(shè)有填充物。
[0015]還可以，填充物為砂、石或是泥土。
[0016]本實(shí)用新型提供模擬庫(kù)岸邊坡消落帶浸泡-風(fēng)干水-巖循環(huán)作用試驗(yàn)儀，該儀器的壓力室的水壓力由外接壓力控制器進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)模擬巖石和水在不同水壓力條件下的相互作用；同時(shí)試驗(yàn)儀設(shè)置有動(dòng)、靜水循環(huán)控制裝置，通過水箱分別與水栗及蓋板和底座的連接，模擬庫(kù)水的擾動(dòng);設(shè)置取水樣口，可以方便獲取水樣，以便進(jìn)行水溶液分析;另外，試驗(yàn)儀設(shè)置有干、濕循環(huán)控制裝置，模擬庫(kù)岸庫(kù)水上升下降的影響。
[0017]本實(shí)用新型還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作、安全可靠的特點(diǎn):可以模擬在庫(kù)水壓力反復(fù)作用及溫度作用下巖石的溶解特性，為研究大型水庫(kù)庫(kù)岸再造機(jī)理提供了試驗(yàn)平臺(tái)；同時(shí)還可以模擬巖石在動(dòng)水壓力狀態(tài)下的崩解過程，配合巖石力學(xué)損傷試驗(yàn)研究，進(jìn)一步明確在動(dòng)水壓條件下巖石力學(xué)損傷機(jī)理，為庫(kù)岸防護(hù)以及地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0018]本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思路如下:考慮到容量及可操作性的要求，將儀器設(shè)計(jì)為直徑一米、高一米的圓柱體;透明殼體方便觀察儀器內(nèi)試驗(yàn)情況;上部取樣蓋避免了拆卸整個(gè)蓋板的情況，考慮到進(jìn)排水情況，分別在蓋板與底座設(shè)有排氣孔、進(jìn)水管與出水管;試樣托盤設(shè)計(jì)為金屬透水板，利于試樣與水或空氣的接觸，同時(shí)每層試樣托盤設(shè)計(jì)為有高差的兩片半圓形板，便于疊起后取下層試樣，另外對(duì)應(yīng)位置設(shè)有限位立柱與孔洞，便于進(jìn)行固定防止滑移打翻試樣;支承托盤的中柱由空心帶孔鋼管構(gòu)成，與底座中心處的方盒空心支座連接，提高風(fēng)干效率;儀器底部采用滾輪，方便儀器的搬運(yùn)與移動(dòng)。
[0019]【附圖說明】:
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0021]圖1為本實(shí)用新型模擬庫(kù)岸邊坡消落帶浸泡-風(fēng)干循環(huán)作用試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為圖1的俯視圖。
[0023]圖3為本實(shí)用新型模擬庫(kù)岸邊坡消落帶浸泡-風(fēng)干循環(huán)作用試驗(yàn)裝置的浸泡-風(fēng)干循環(huán)及水溫加熱系統(tǒng)示意圖。
[0024]圖4為本實(shí)用新型模擬庫(kù)岸邊坡消落帶浸泡-風(fēng)干循環(huán)作用試驗(yàn)裝置的取樣蓋細(xì)部圖。
[0025]圖5為本實(shí)用新型模擬庫(kù)岸邊坡消落帶浸泡-風(fēng)干循環(huán)作用試驗(yàn)裝置的金屬透水板式樣托架細(xì)部圖。
[0026]圖6為本實(shí)用新型模擬庫(kù)岸邊坡消落帶浸泡-風(fēng)干循環(huán)作用試驗(yàn)裝置的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]如圖中，殼體1、蓋板2、底座3、試樣托盤4、鋼管5、軸承6、進(jìn)水管7、放氣螺栓8、取樣口 9、壓力氣囊10、氣囊進(jìn)氣閥11、加固螺栓12、加固桿13、墊圈14、進(jìn)水閥門15、水栗16、出水管17、出水閥門18、空心支座21、加熱棒22、溫度傳感器23、通風(fēng)口 24、排出余量水兼取水樣口 25、鼓風(fēng)機(jī)26、電源插頭27、溫控開關(guān)28、氣壓調(diào)節(jié)閥29、壓力表30、放氣閥31、儲(chǔ)氣瓶32、限位立柱33、孔洞34、進(jìn)氣閥門39、底部閥門40、手把41、巖石試樣42、隔氣套43。
[0028]【具體實(shí)施方式】:
[0029]—種模擬庫(kù)岸邊坡消落帶浸泡-風(fēng)干循環(huán)作用試驗(yàn)裝置，包括試驗(yàn)儀體殼體，殼體上部設(shè)有蓋板，下部設(shè)有底座以及水箱，在殼體內(nèi)設(shè)有金屬透水板試樣托架，蓋板上設(shè)有取樣蓋、進(jìn)水管和放氣螺栓，壓力氣囊置于殼體內(nèi)，壓力氣囊通過氣囊進(jìn)氣閥與壓力控制系統(tǒng)連接。溫控加熱裝置安裝在殼體下部，與通風(fēng)口及取水樣口連接。在蓋板和底座之間設(shè)有由加固螺栓固定的加固桿。壓力氣囊為中空環(huán)狀結(jié)構(gòu)。壓力控制系統(tǒng)包括儲(chǔ)氣瓶，儲(chǔ)氣瓶與壓力表之間設(shè)有放氣閥，氣壓調(diào)節(jié)閥與壓力表連接，氣壓調(diào)節(jié)閥通過連接管與氣囊進(jìn)氣閥連接。溫控加熱裝置設(shè)置于底座中心處。以方形支承為主體，包括加熱棒、溫度傳感器、溫控開關(guān)，在外部與電源連接。
[0030]如圖1、2、4中，模擬庫(kù)岸邊坡消落帶浸泡-風(fēng)干循環(huán)作用試驗(yàn)裝置包括殼體I，殼體I上部設(shè)有蓋板2，下部設(shè)有底座3，在殼體I內(nèi)設(shè)有金屬透水板試樣托架4，底座3設(shè)有空心支座21，試樣托盤4(見圖5中，試樣托架4由兩塊有高差的可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的半圓形金屬透水板組成，并且在兩塊半圓形金屬透水板的交界處分別設(shè)有限位立柱33和孔洞34與空心帶孔鋼管5通過軸承6連接，蓋板2上設(shè)有進(jìn)水管7，放氣螺栓8和取樣口 9，下部底座3設(shè)有出水管17，氣囊進(jìn)氣閥11。壓力氣囊10置于殼體I內(nèi)，壓力氣囊10通過氣囊進(jìn)氣閥11與壓力控制系統(tǒng)連接，排除余量水兼取水樣口 25與殼體I內(nèi)部方盒空心支座21相通。通風(fēng)口 24與排除余量水兼取水樣口 25相連。如圖1、3中，殼體I內(nèi)的空心帶孔鋼管5由空心支座21支承;空心支座21內(nèi)部為空心的，且兩側(cè)各空心隔層，并且空心支座21頂部具有孔洞；
[0031]在空心支座21內(nèi)固定有加熱棒22和溫度傳感器23，并且在空心支座21下端設(shè)有通風(fēng)口 24和排出余量水兼取水樣口 25，并在通風(fēng)口 24處設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)26，加熱棒22與溫度傳感器23分別固定在底座3方盒空心支座21側(cè)壁處，底座3外部設(shè)有溫控開關(guān)28與加熱棒22、溫度傳感器23相連接，浸泡-風(fēng)干循環(huán)及水溫加熱系統(tǒng)中溫度傳感器23與加熱棒22連接，并在中間設(shè)