一种湿干变化环境下岩石抗拉强度测试装置的制作方法

本实用新型涉及岩土工程技术领域，具体是一种湿干变化环境下岩石抗拉强度的测试装置。

背景技术：

由国际岩石力学学会推荐的巴西圆盘劈裂试验，作为测定岩石抗拉强度的间接方法，在全世界范围内得到了广泛的应用；在我国，该方法也被列入国家标准《工程岩体试验方法标准》和行业标准《水利水电岩石试验规程》。目前巴西圆盘劈裂试验测定岩石的抗拉强度的装置和方法，由于试验装置的设计没有考虑岩石所处环境条件的模拟和试验方法没有涉及岩石试样的环境作用过程，不能模拟水位变动引起的“湿干”变化环境，导致其不能准确的测得水位变动带内岩石的抗拉强度。如水库消落带、天然河流岸坡水位变动带、海岸水位变动带、水工隧洞水位变动带等。而水位变动带内岩石的抗拉强度，作为评价涉水工程岩体力学性质的重要参数，在进行涉水边坡、隧洞等岩体工程破坏机制研究和稳定性评价方面均有重要的应用价值。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种湿干变化环境下岩石抗拉强度的测试装置，试验中可以考虑不同水压力变化的湿化条件、不同温度变化的干燥条件及不同“湿干循环”条件对岩石抗拉强度的影响，可实现不同的“湿干”变化环境下岩石试样的抗拉强度测试。

本实用新型采取的技术方案为：

一种湿干变化环境下岩石抗拉强度的测试装置，包括底座、壳体、顶盖，顶盖固定安装在壳体顶部，顶盖中间设置有预留孔，壳体盖合在底座上方，壳体内部底座上竖向安装有槽座，槽座上设置有凹槽，垫块动置于凹槽中，加载轴竖向安装在预留孔中，其上端穿出顶盖，底端伸入壳体内部并悬于槽座正上方。顶盖一侧设置有进气孔，底座一侧设置有进水孔，模拟岩石试样湿化过程时，进水孔同时也作为排水孔使用，模拟岩石试样干燥过程时，进水孔又作为排气孔使用。

所述顶盖固定安装在壳体顶部时，顶盖与壳体通过卡紧螺栓进行固定。

所述壳体盖合在底座上方时，壳体与底座通过卡紧螺栓进行连接，壳体与底座盖合处上方的壳体、下方的底座、及对应位置处的顶盖上，分别设置有U形卡槽，所述卡紧螺栓卡在U形卡槽中。

所述槽座共2个，分为上槽座和下槽座，通过2 根金属伸缩杆进行连接，上槽座底面与下槽座顶面分别设置有一道凹槽，分别对应为上凹槽和下凹槽。

所述垫块共2个，分为上垫块和下垫块，活动置于对应上、下凹槽中，用以固定岩石试样，垫块与岩石试样相接触的面采用弧形端面，可以确保从岩石试样的中心劈裂，以避免常规垫块所造成的偏心劈裂问题。

所述壳体与底座接触面上设有密封圈，加载轴与壳体接触面上设有密封圈，壳体与顶盖2接触面上设有密封圈。

所述进水孔与具有稳压功能的水泵连接，由水泵通过进水孔向壳体内注水，调节水泵的压力，可以模拟岩石试样在不同水压下的湿化过程。所述进气孔与具有温度调节功能的风机连接，由风机通过进气孔向壳体内吹进预定温度的空气，气体经过岩石试样，从底座上的排气孔排出，可以模拟岩石试样在不同气温条件下的干燥过程。

所述壳体为空心圆柱状的透明玻璃壳体。

本实用新型一种湿干变化环境下岩石抗拉强度的测试装置，技术效果如下：

1、将涉水工程岩体所处的“湿干”变化环境的模拟和巴西圆盘劈裂试验岩石抗拉强度的测试进行集成与融合，通过计算机控制终端控制水泵，在浸泡岩石试样的同时，对岩石试样施加一定水压力，模拟岩石试样湿化过程中所处真实环境的水压力，可以通过具有温度调节功能的风机，对岩石试样吹进预定温度的空气，模拟岩石试样干燥过程中所处真实环境的环境温度，如此循环可模拟涉水工程岩体所处的湿干交替状态，湿干变化环境模拟结束后进行劈裂试验，可实现湿干变化环境下岩石抗拉强度的测试。

2、壳体采用透明玻璃材质，底座、壳体、顶盖通过卡紧螺栓连接，形成可与外界进行水气交换的空间，不仅可为模拟岩石所处的“湿干”变化环境提供有效的容器，还可在试验过程中通过透明玻璃壳体，观察装置内部岩石试样在“湿干”交替过程中的变化特征和劈裂过程中的破裂特征。

3、上、下垫块与岩石试样相接触的面采用弧形端面，可以确保从岩石试样的中心劈裂，可防止常规垫块所造成的偏心劈裂问题。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的整体正视结构示意图。

图3为本实用新型的整体俯视结构示意图。

图4为本实用新型明的整体左视结构示意图。

图5（1）为本实用新型的垫块的主视结构示意图；

图5（2）为本实用新型的垫块的侧视结构示意图；

图5（3）为本实用新型的垫块的俯视结构示意图。

图6（1）为本实用新型的槽座的主视结构示意图；

图6（2）为本实用新型的槽座的侧视结构示意图；

图6（3）为本实用新型的槽座的俯视结构示意图。

图7为本实用新型加载轴的主视结构示意图。

具体实施方式

如图1~图7所示，一种湿干变化环境下岩石抗拉强度测试装置，包括水平设置的底座4、空心圆柱状的透明玻璃壳体3、顶盖2。顶盖2固定安装在壳体3顶部，顶盖2中间设置有预留孔13，加载轴1竖向安装在预留孔13中，其上端穿出顶盖2，底端伸入壳体3内部并悬于槽座5正上方，顶盖一侧设置有进气孔11，壳体3盖合在底座4上方，壳体3内部底座4上竖向安装有槽座5，槽座5上设置有凹槽6，垫块7活动置于凹槽6中，底座4一侧还设置有进水孔10。模拟岩石试样湿化过程时进水孔10同时也作为排水孔使用，模拟岩石试样干燥过程时进水孔10又作为排气孔使用。

所述顶盖2固定安装在壳体3顶部时，顶盖2与壳体3通过卡紧螺栓12进行固定。所述壳体3盖合在底座4上方时，壳体3与底座4通过卡紧螺栓12进行连接，壳体3与底座4盖合处上方的壳体3、下方的底座4及对应位置处的顶盖2上分别设置有U形卡槽9，所述卡紧螺栓12卡在U形卡槽9中。所述槽座5共2个，分为上槽座和下槽座，通过2根金属伸缩杆8进行连接，上槽座底面与下槽座顶面分别设置有一道凹槽，分别对应为上凹槽和下凹槽。

所述垫块7共2个，分为上垫块和下垫块，活动置于对应上、下凹槽中，用以固定岩石试样14，垫块7与岩石试样14相接触的面采用弧形端面，可以确保从岩石试样14的中心劈裂，以避免常规垫块所造成的偏心劈裂问题。

所述壳体3与底座4接触面上设有密封圈，加载轴1与壳体3接触面上设有密封圈，壳体3与顶盖2接触面上设有密封圈，底座4、壳体3、顶盖2通过卡紧螺栓12连接，形成可与外界进行水气交换的空间，不仅可为模拟岩石所处的“湿干”变化环境提供有效的容器，还可在试验过程中通过透明玻璃壳体3观察装置内部岩石试样14整体劈裂过程的破裂过程。

所述进水孔10与具有稳压功能的水泵连接，由水泵通过进水孔10向壳体3内注水，调节水泵的压力，可以模拟岩石试样14在不同水压下的湿化过程，湿化过程结束后，底座上的排水孔可以将壳体3中的水及时排出。

所述进气孔11与具有温度调节功能的风机连接，由风机通过进气孔11向壳体3内吹进预定温度的空气，气体经过岩石试样14，从底座上的排气孔排出，可以模拟岩石试样14在不同气温条件下的干燥过程。