CN108896468B - 一种岩石试样渗流检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种岩石试样渗流检测装置，包括底架、检测台，检测台上固定设有第一密封板和第二密封板；还包括加载装置，加载装置包括第三密封板和第四密封板；还支撑架，支撑架位于检测台的外侧，支撑架上设有驱动座，顶板通过可调节其相对检测台高度的第一连接装置固定在驱动座上，第三密封板和第四密封板通过第二连接装置固定在顶板上，当顶板处于最低位置时，检测台、第一密封板、第二密封板、第三密封板、第四密封板和顶板共同形成封闭的试样容纳腔；第三密封板和第四密封板朝向试样容纳腔的侧面固定有加载弹性囊体，加载弹性囊体连接有增压渗流装置。用于垂直加载和水平加载的装置实现联动，可简化设备的整体结构，结构简单、制造成本低。
Description
技术领域
本发明涉及岩土工程测量仪器领域，尤其涉及一种岩石试样渗流检测装置。
背景技术
近年来，随着能源开采、核废料处理、水利工程以及地下空间的利用等大型工程的大量兴建，岩石渗流问题日益得到关注，在矿山开采、水利水电、隧道、边坡加固等岩土工程中，裂隙渗流对岩体工程的稳定性有着重要影响。一方面岩体裂隙是导致地下工程水害的重要原因之一，另一方面裂隙的存在也大大降低了岩体强度。众所周知，因为水的可压缩性很小，容易传递压力，含水孔隙中的流体压力会改变岩体中的应力状态。但是，岩体的形变性质与流体的形变性质有明显的差别，所以流体压力所造成的应力场的改变，以及流动的地下水动态性质所造成的流体应力的连续变化，都对地质体的形变特性起不可忽视的影响。因此，研究裂隙岩体的破裂机理和强度特性将对水电工程地质学学科及岩体工程稳定学科有十分重要的理论意义和实际工程应用价值。对于岩石材料来说，剪切破坏是其主要破坏形态，因此岩石体剪切-渗流耦合破坏机理的研究对解决上述问题有着重要的意义。
申请号为201511024868.6的发明专利公开了一种二维岩石试样裂隙网络渗流试验装置包括：底架，其上方分为进样区域和测试区域，在该进样区域和测试区域之间具有滑轨；密封机构，用于密封二维岩石试样，其在四个侧面上分别开设透水区域；岩石试样底座，其可在滑轨上自由滑动，用于将水平放置的二维岩石试样由进样区域运送至测试区域；纵向加载机构，固定于底架的测试区域的上方，整体为可升降结构；侧向加载机构，固定于底架的测试区域的上方，其整体为可升降结构，与纵向加载机构相互错开。其中，二维岩石试样呈方形，其上具有裂隙网络；在运送二维岩石试样时，纵向加载机构和侧向加载机构升起；在二维岩石试样被运送至测试区域后，纵向加载机构和侧向加载机构落下，分别对运送至测试区域的二维岩石试样施加纵向和侧向力。上述实验装置虽然能够对延伸的渗流进行测试，但是结构复杂，制造成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单合理的岩石试样渗流检测装置。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种岩石试样渗流检测装置，包括底架，所述底架上设有检测台，所述检测台上固定设有第一密封板和第二密封板；还包括加载装置，所述加载装置包括与所述第一密封板平行设置的第三密封板和与所述第二密封板平行设置的第四密封板；还包固定在所述底架上的支撑架，所述支撑架位于所述检测台的外侧，所述支撑架上设有驱动座，还包括位于所述驱动座和所述检测台之间水平延伸的顶板，所述顶板通过可调节其相对所述检测台高度的第一连接装置固定在所述驱动座上，所述第三密封板和所述第四密封板通过第二连接装置固定在所述顶板上，当所述顶板处于最低位置时，所述检测台、所述第一密封板、所述第二密封板、所述第三密封板、所述第四密封板和所述顶板共同形成封闭的试样容纳腔；所述第三密封板和所述第四密封板朝向所述试样容纳腔的侧面固定有加载弹性囊体，所述加载弹性囊体连接有增压渗流装置。
作为优选的技术方案，所述增压渗流装置包括与所述加载弹性囊体的内腔连通的稳压供水装置，所述加载弹性囊体上设有数个溢流阀，所述溢流阀位于所述加载弹性囊体朝向所述试样容纳腔的侧壁上；还包括压块，所述压块设有与所述溢流阀位置相对应的数个通孔，所述溢流阀伸入所述通孔内；还包括渗流水回收装置。
作为优选的技术方案，所述渗流水回收装置包括固定在所述第一密封板和所述第二密封板上的孔板，与所述孔板位置对应处的所述检测台上设有渗流槽，所述渗流槽连接有收集管。
作为优选的技术方案，所述第一密封板和所述第二密封板的内侧面上设有连接槽，所述孔板设有与所述连接槽相匹配的连接凸台，所述孔板通过所述连接凸台和所述连接槽滑动设置在所述第一密封板或所述第二密封板上；所述孔板上均匀设有数个水平延伸的渗水孔所述渗水孔贯穿所述孔板且所述孔板与所述第一密封板或所述第二密封板之间设有通过间隙。
作为优选的技术方案，所述第一连接装置包括四个固定在所述驱动座上的液压缸，所述液压缸的伸缩杆与所述顶板固定连接。
作为优选的技术方案，所述第二连接装置包括固定在所述顶板上表面上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接有丝杆，所述丝杆的外侧套装有螺纹套，所述螺纹套上设有分别连接所述第三密封板和所述第四密封板的第一支架和第二支架。
作为优选的技术方案，所述第三密封板和所述第四密封板衔接呈L形且所述第三密封板和所述第四密封板为一体式；所述第一密封板和所述第二密封板衔接呈L形且所述第一密封板和所述第二密封板为一体式。
作为优选的技术方案，所述第三密封板远离所述第四密封板的一端及所述第四密封板远离所述第三密封板的一端设有密封部件，所述密封部件呈C形且所述密封部件的一端与所述第三密封板或所述第四密封板连接，所述密封部件的另一端抵在所述第一密封板或所述第二密封板的外侧壁上，所述加载弹性囊体向所述密封部件内延伸。
作为优选的技术方案，所述第三密封板或所述第四密封板的外侧的所述底架上设有转移托盘，所述转移托盘的上表面与所述检测台的上表面平齐。
由于采用了上述技术方案，一种岩石试样渗流检测装置，用于垂直加载和水平加载的装置实现联动，可简化设备的整体结构，结构简单、制造成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是图1中A-A向剖视图；
图3是本发明加载前的结构示意图；
图4是本发明加载后的结构示意图；
图5是图3中A区域的局部放大视图；
图6是本发明实施例中密封部件的结构示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，一种岩石试样渗流检测装置，包括底架1，所述底架1上设有检测台2，所述检测台2上固定设有第一密封板4和第二密封板12；第一密封板4和第二密封板12连接成L形，最好第一密封板4和第二密封板12相互垂直，便于试样的加工及定位密封，为了减少密封件的数量及降低密封要求，第一密封板4和第二密封板12为一体式。如图3和图4所示，检测台设置第一平面26和第二平面25，第一密封板4和第二密封板12设置在第一平面26上且密封连接，由于第二平面25的设置，第一密封板4和第二密封板12与检测台2的工作面之间的间隙形成渗流槽16。渗流槽16的上方设有孔板17，如图5所示，孔板17朝向所述第一密封板4或所述第二密封板12的侧面上设有连接凸台28，所述第一密封板4和所述第二密封板12的内侧面上设有连接槽29，所述孔板17通过所述连接凸台28和所述连接槽29滑动设置在所述第一密封板4或所述第二密封板12上。所述孔板17上均匀设有数个水平延伸的渗水孔27，所述渗水孔27贯穿所述孔板17且所述孔板17与所述第一密封板4或所述第二密封板12之间设有通过间隙29。
还包括加载装置，所述加载装置包括与所述第一密封板4平行设置的第三密封板13和与所述第二密封板12平行设置的第四密封板8；所述第三密封板13和所述第四密封板8为一体式。还包固定在所述底架1上的支撑架3，所述支撑架3位于所述检测台2的外侧，所述支撑架3上设有驱动座5，还包括位于所述驱动座5和所述检测台2之间水平延伸的顶板11，所述顶板11通过可调节其相对所述检测台2高度的第一连接装置固定在所述驱动座5上，所述第一连接装置包括四个固定在所述驱动座5上的液压缸6，所述液压缸6的伸缩杆与所述顶板11固定连接。
所述第三密封板13和所述第四密封板8通过第二连接装置固定在所述顶板11上，所述第二连接装置包括固定在所述顶板11上表面上的驱动电机23，驱动电机优选为伺服电机，对第三密封板13和第四密封板8相对顶板11位置的调整精确度高。所述驱动电机23的输出轴连接有丝杆，所述丝杆的外侧套装有螺纹套24，所述螺纹套24上设有分别连接所述第三密封板13和所述第四密封板8的第一支架22和第二支架21。当所述顶板11处于最低位置时，所述检测台2、所述第一密封板4、所述第二密封板12、所述第三密封板13、所述第四密封板8和所述顶板11共同形成封闭的试样容纳腔；所述第三密封板13和所述第四密封板8朝向所述试样容纳腔的侧面固定有加载弹性囊体9；加载弹性囊体连接有增压渗流装置，所述增压渗流装置包括与所述加载弹性囊体9的内腔18连通的稳压供水装置，稳压供水装置设置水流稳压装置，为内腔18持续提供稳定压力的水流。所述加载弹性囊体9上设有数个溢流阀19，所述溢流阀19位于所述加载弹性囊体9朝向所述试样容纳腔的侧壁上。还包括压块20，所述压块20设有与所述溢流阀19位置相对应的数个通孔，溢流阀19部分与加载弹性囊体9连接，溢流阀9的部分伸出加载弹性囊体9并伸入所述通孔内。
对岩石试样进行测试时，需先将顶板11升高，将试样紧贴第一密封板4和第二密封板12的孔板17上，然后控制顶板11下降，为了避免孔板17和压块20对顶板11加载造成影响，压块20和孔板17相对检测台2的上表面的高度略小于顶板11相对检测台2的上表面的高度，两者之差大于试样的变形量即可。当顶板11加载完毕后，通过进水管14向加载弹性囊体9内充入高压水，当加载弹性囊体9内的压力小于溢流阀19的开启压力时，加载弹性囊体9膨胀，在加载弹性囊体9与其连接的部件之间形成较佳的密封，主要是加载弹性囊体9与检测台2、第一密封板4、第二密封板12和顶板11之间形成很好的密封。而顶板11与第一密封板4和第二密封板12则通过密封条密封。高压水不仅通过压块20向试样加载，同时也为渗流实验提供高压水。经过试样的缝隙渗流的水在第一密封板4和第二密封板12处并通过渗流回收管15收集。
为了进一步保证，所述第三密封板13远离所述第四密封板8的一端及所述第四密封板8远离所述第三密封板13的一端设有密封部件30，所述密封部件30呈C形且所述密封部件30的一端与所述第三密封板13或所述第四密封板8连接，所述密封部件30的另一端抵在所述第一密封板4或所述第二密封板12的外侧壁上，所述加载弹性囊体9向所述密封部件30内延伸。
为了方便试样的放置，所述第三密封板13或所述第四密封板8的外侧的所述底架1上设有转移托盘10，所述转移托盘10的上表面与所述检测台2的上表面平齐。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种岩石试样渗流检测装置，包括底架，所述底架上设有检测台，其特征在于：所述检测台上固定设有第一密封板和第二密封板；还包括加载装置，所述加载装置包括与所述第一密封板平行设置的第三密封板和与所述第二密封板平行设置的第四密封板；还包固定在所述底架上的支撑架，所述支撑架位于所述检测台的外侧，所述支撑架上设有驱动座，还包括位于所述驱动座和所述检测台之间水平延伸的顶板，所述顶板通过可调节其相对所述检测台高度的第一连接装置固定在所述驱动座上，所述第三密封板和所述第四密封板通过第二连接装置固定在所述顶板上，当所述顶板处于最低位置时，所述检测台、所述第一密封板、所述第二密封板、所述第三密封板、所述第四密封板和所述顶板共同形成封闭的试样容纳腔；所述第三密封板和所述第四密封板朝向所述试样容纳腔的侧面固定有加载弹性囊体，所述加载弹性囊体连接有增压渗流装置；
所述增压渗流装置包括与所述加载弹性囊体的内腔连通的稳压供水装置，所述加载弹性囊体上设有数个溢流阀，所述溢流阀位于所述加载弹性囊体朝向所述试样容纳腔的侧壁上；还包括压块，所述压块设有与所述溢流阀位置相对应的数个通孔，所述溢流阀伸入所述通孔内；还包括渗流水回收装置；
所述渗流水回收装置包括固定在所述第一密封板和所述第二密封板上的孔板，与所述孔板位置对应处的所述检测台上设有渗流槽，所述渗流槽连接有收集管；
所述第一密封板和所述第二密封板的内侧面上设有连接槽，所述孔板设有与所述连接槽相匹配的连接凸台，所述孔板通过所述连接凸台和所述连接槽滑动设置在所述第一密封板或所述第二密封板上；所述孔板上均匀设有数个水平延伸的渗水孔所述渗水孔贯穿所述孔板且所述孔板与所述第一密封板或所述第二密封板之间设有通过间隙；
所述第一连接装置包括四个固定在所述驱动座上的液压缸，所述液压缸的伸缩杆与所述顶板固定连接。
2.如权利要求1所述的一种岩石试样渗流检测装置，其特征在于：所述第二连接装置包括固定在所述顶板上表面上的驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接有丝杆，所述丝杆的外侧套装有螺纹套，所述螺纹套上设有分别连接所述第三密封板和所述第四密封板的第一支架和第二支架。
3.如权利要求1至2中任一项所述的一种岩石试样渗流检测装置，其特征在于：所述第三密封板和所述第四密封板衔接呈L形且所述第三密封板和所述第四密封板为一体式；所述第一密封板和所述第二密封板衔接呈L形且所述第一密封板和所述第二密封板为一体式。
4.如权利要求3所述的一种岩石试样渗流检测装置，其特征在于：所述第三密封板远离所述第四密封板的一端及所述第四密封板远离所述第三密封板的一端设有密封部件，所述密封部件呈C形且所述密封部件的一端与所述第三密封板或所述第四密封板连接，所述密封部件的另一端抵在所述第一密封板或所述第二密封板的外侧壁上，所述加载弹性囊体向所述密封部件内延伸。
5.如权利要求1所述的一种岩石试样渗流检测装置，其特征在于：所述第三密封板或所述第四密封板的外侧的所述底架上设有转移托盘，所述转移托盘的上表面与所述检测台的上表面平齐。
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