一种二维岩石试样剪切‑渗流试验密封机构的制作方法

本实用新型属于岩土工程领域，涉及一种试验密封机构，尤其是涉及一种二维岩石试样剪切-渗流试验密封机构。

背景技术：

液体在岩土体中的渗流是一种有代表性的工程现象，广泛存在于地下储油洞库、地下管线等工程修建中。天然界的岩体中，由于受到自重及上覆压力的作用，往往处于受剪切的状态。因此对岩体在受剪切条件下渗流特性的研究，有着重要的理论及工程指导意义。室内岩石研究-渗流试验即用于研究这一问题，在岩石剪切-渗流试验中，需要使水体沿着岩石试样中的特定路径进行渗流，而在岩石试样边缘需要进行密封；渗流又是伴随着剪切而发生，也就是说岩石试样边缘密封面的结构尺寸在试验中会发生改变。因此在岩石剪切-渗流试验中，有效的密封是关键技术，目前这一技术并未得以很好地解决。

技术实现要素：

为解决岩石剪切-渗流试验未解决有效密封技术的缺陷，本实用新型提供一种二维岩石试样剪切-渗流试验密封机构，石剪切-渗流试验中，在通过岩石试样周围设置密封结构，对上述问题予以有效解决。

本实用新型为解决上述问题采用如下的技术方案：

一种二维岩石试样剪切-渗流试验密封机构，包括岩石试样，其特征在于：所述岩石试样表面有一道裂隙，所述岩石试样四周分布有透水区域；

所述岩石试样上下表面均设有密封垫；

平行于所述裂隙的所述岩石试样两侧均设有第一压板，所述第一压板靠近所述岩石试样的侧面设有连续密封圈，所述第一压板远离所述岩石试样的侧面连接有挤压力施力机构；

垂直于所述裂隙的所述岩石试样两侧分别设有第二压板和第三压板，所述第二压板和第三压板靠近所述岩石试样的侧面设有连续密封圈，所述第二压板远离所述岩石试样的侧面连接有剪切力施力机构；

所述挤压力施力机构与所述剪切力施力机构连接于同一个压力源系统。

进一步的，所述二维岩石试样尺寸为500mmx500mmx15mm，沿其表面正中的裂缝是一道贯通裂隙。

进一步的，所述第三压板内部设有进水通道，所述进水通道连接第一透水孔，所述第二压板内部设有出水通道，所述出水通道连接第二透水孔。

进一步的，所述岩石试样外侧设有反力框架。

进一步的，所述挤压力施力机构包括依次连接的第一传力接头、第一称重传感器和第一气液增压缸。

进一步的，所述剪切力施力机构包括依次连接的第二传力接头、第二称重传感器和第二气液增压缸。

进一步的，所述压力源系统包括空压机、增压阀、控制装置、第一电控比例阀和第二电控比例阀，所述第一电控比例阀和第二电控比例阀通过所述增压阀连接所述空压机。

进一步的，所述第一气液增压缸和第二气液增压缸固定于所述反力框架相邻的两个边。

进一步的，所述第一气液增压缸连接所述第一电控比例阀。

进一步的，所述第二气液增压缸连接所述第二电控比例阀。

本实用新型的有益效果在于：提供一种二维岩石试样剪切-渗流试验密封机构，在岩石试样六个表面均施加密封：上下表面采用透明聚四氟乙烯材质的密封垫整体密封；侧面用特制连续密封圈对出水点及试样整体进行密封，连续密封圈材质为聚四氟乙烯，具有较好的变形性能，因而可以适应岩石板的剪切变形。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的受力结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为挤压力施力机构的结构示意图。

图中，A.岩石试样 A1.裂隙 1a.密封垫

1b.连续密封圈 23.透水区域 23a.第一透水孔

23b.第二透水孔 52.反力框架 53.挤压力施力机构

54.剪切力施力机构 53a.第一压板 53e.第一传力接头

53f.第一气液增压缸 53g.第一称重传感器 54a.第二压板

54b.第三压板 54c.进水通道 54d.出水通道

54e.第二传力接头 54f.第二气液增压缸 54g.第二称重传感器

60.压力源系统 61.空压机 62.增压阀

63.控制装置 64.第一电控比例阀 65.第二电控比例阀

具体实施方式

在本实用新型的描述中，除非另有说明，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“纵向”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的机构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-3所示，本实用新型提供一种二维岩石试样剪切-渗流试验密封机构，包括岩石试样A，所述岩石试样A表面有一道裂隙A1，所述岩石试样A四周分布有透水区域23；

所述岩石试样A上下表面均设有密封垫1a；

平行于所述裂隙A1的所述岩石试样A两侧均设有第一压板53a，所述第一压板53a靠近所述岩石试样A的侧面设有连续密封圈1b，所述第一压板53a远离所述岩石试样A的侧面连接有挤压力施力机构53；

垂直于所述裂隙A1的所述岩石试样A两侧分别设有第二压板54a和第三压板54b，所述第二压板54a和第三压板54b靠近所述岩石试样A的侧面设有连续密封圈1b，所述第二压板54a远离所述岩石试样A的侧面连接有剪切力施力机构54；

所述挤压力施力机构53与所述剪切力施力机构54连接于同一个压力源系统6。

需要指出的是，所述二维岩石试样A尺寸为500mmx500mmx15mm，沿其表面正中的裂缝A1是一道贯通裂隙。

在本实用新型中，可以考虑，所述第三压板54b内部设有进水通道54c，所述进水通道54c连接第一透水孔23a，所述第二压板54a内部设有出水通道54d，所述出水通道54d连接第二透水孔23b。

在本实用新型中，可以考虑，所述岩石试样1外侧设有反力框架52。

在本实用新型中，可以考虑，所述挤压力施力机构53包括依次连接的第一传力接头53e、第一称重传感器53g和第一气液增压缸53f。

在本实用新型中，可以考虑，所述剪切力施力机构54包括依次连接的第二传力接头54e、第二称重传感器54g和第二气液增压缸54f。

在本实用新型中，可以考虑，所述压力源系统6包括空压机61、增压阀62、控制装置63、第一电控比例阀64和第二电控比例阀65，所述第一电控比例阀64和第二电控比例阀65通过所述增压阀连接所述空压机61。

需要指出的是，所述第一气液增压缸53f和第二气液增压缸54f固定于所述反力框架52相邻的两个边。

需要指出的是，所述第一气液增压缸53f连接所述第一电控比例阀64。

需要指出的是，所述第二气液增压缸54f连接所述第二电控比例阀65

二维岩石试样A的尺寸为500mmx500mmx15mm，沿其表面(500mmx500mm的面)正中有一道贯通裂隙A1。试验时，在与裂隙垂直方向施加挤压力、同时在与裂隙平行方向施加剪切力，使岩石试样A沿着裂隙A1发生相对错动，即剪切；在裂隙一端进水通道54c的进水口以特定水压注水，同时在裂隙另一端出水通道54b的出水口收集渗出的水体，并对流速、流量进行测量。岩石试样A上、下表面覆有钢化玻璃，以观测渗流情况。本实用新型的密封机构即应用于上述试验设备，即在岩石试样A六个表面均施加密封：上下表面采用透明聚四氟乙烯材质的密封垫1a整体密封；侧面用特制连续密封圈1b对出水点及试样整体进行密封，连续密封圈1b材质为聚四氟乙烯，具有较好的变形性能，因而可以适应岩石板的剪切变形。

以上通过实施例对本实用新型的进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。