一种用于模拟裂隙扩展的真三轴试验装置的制造方法
【专利摘要】一种用于模拟裂隙扩展的真三轴试验装置，包括基座，所述基座上方放置试件，所述试件前、后、左、右四个方向分别设有压力头，所述压力头与所述试件接触的一面设有密封层，所述上压力头由上压力头中空部分和上压力头实体部分组成；液体硅胶由注浆压力泵经管路向所述上压力头中空部分推送，管路上设有注浆压力表和溢流阀。本实用新型的有益效果是：通过分析各试件受压之后取出的硅凝胶形状，得到裂隙扩展规律，进而调整试件配比，重复多次试验得到理想配比；三维物理模拟裂隙扩展可以更加形象地表示裂隙发育程度，为裂隙扩展研究提供参考；操作简单、方便。
【专利说明】
一种用于模拟裂隙扩展的真三轴试验装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种模拟裂隙扩展装置，尤其是一种用于实验室真三轴试验模拟裂隙扩展的装置。
【背景技术】
[0002]对于工程岩体而言，由于爆破、加载开挖卸荷等工程扰动的影响，不可避免地会在原岩基础上产生新的裂隙，这些因工程扰动而新增的裂隙必将使岩体遭受损伤，对岩体的力学特性造成不利影响。通过真三轴试验模拟裂隙扩展，对裂隙发育定性分析，对于岩石损伤分析有很大的价值。
[0003]在以往的研究中为了便于观测裂隙的扩展机理，很多研究者采用树脂玻璃等透明均匀的相似材料来制作三维裂隙试样。然而，由于岩石内部是非均质各向异性的，三维裂隙的搭接、扩展机理和模式与均匀材料相差很大，有些树脂类材料需要在低温条件下才能表现良好的脆性断裂特征。液体硅胶是相对固体高温硫化硅橡胶来说的，其为液体胶，具有流动性好，硫化快，更安全环保，并且液体硅胶具有优异的透明度、抗撕裂强度和回弹性，广泛用于注塑成型工艺。
[0004]为了观测真实岩石试件的裂隙的扩展规律，许多学者采用CT技术。红外热像技术或者声发射技术来观测分析内部微裂纹的扩展现象，并得到了很多重要结论。但是，这几类技术所使用的一起费用较高，一般的真三轴试验很难具备这种条件。
【发明内容】
[0005]本实用新型目的在于克服现有技术上的不足，提供了一种用于模拟裂隙扩展的真三轴试验装置，为研究工程岩体损伤裂隙扩展规律提供依据。
[0006]为达到上述目的，采用技术方案如下:
[0007]一种用于模拟裂隙扩展的真三轴试验装置，包括基座，基座上方放置试件，试件前、后、左、右四个方向分别设有压力头，压力头与试件接触的一面设有密封层，密封层防止液体溢出；微机控制上压力头向下移动并对试件产生压力，上压力头由上压力头中空部分和上压力头实体部分组成;液体硅胶由注浆压力栗经管路向上压力头中空部分推送，管路上设有注浆压力表和溢流阀，注浆压力表起监控作用，溢流阀起保护作用;试件产生裂隙稳定之后开始注浆，在注浆压力栗的作用下，液体硅胶由上压力头中空部分经孔隙注入裂隙，待注入量不随注浆压力变化而变化时，关闭注浆阀并停止加压。
[0008]本实用新型的有益效果是:通过分析各试件受压之后取出的硅凝胶形状，得到裂隙扩展规律，进而改变试件配比，重复多次试验得到理想配比；三维物理模拟裂隙扩展可以更加形象地表示裂隙发育程度，为裂隙扩展研究提供参考;操作简单、方便。
【附图说明】
[0009]附图为本实用新型结构示意图。
[0010]附图标号:1.基座2.左压力头3.右压力头4.密封层5.上压力头6.上压力头实体部分7.上压力头中空部分8.孔隙9.裂隙10.注浆压力表11.溢流阀12.注浆阀13.注浆压力栗14.试件。
【具体实施方式】
[0011 ]下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0012]一种用于模拟裂隙扩展的真三轴试验装置，包括基座1，基座I上方放置试件14，试件14前、后、左、右四个方向分别设有压力头，压力头与试件14接触的一面设有密封层4，密封层4防止液体溢出；微机控制上压力头5向下移动并对试件14产生压力，上压力头5由上压力头中空部分7和上压力头实体部分6组成;液体硅胶由注浆压力栗13经管路向上压力头中空部分6推送，管路上设有注浆压力表10和溢流阀11，注浆压力表10起监控作用，溢流阀11起保护作用;试件15产生裂隙稳定之后开始注浆，在注浆压力栗13的作用下，液体硅胶由上压力头中空部分7经孔隙8注入裂隙9，待注入量不随注浆压力变化而变化时，关闭注浆阀12并停止加压。
[0013]—种用于模拟裂隙扩展的真三轴试验装置，包括以下步骤:
[0014]I)确定配比方案，制备出直径50mm、高度10mm的标准岩石试样并将其放在同一环境下培养；
[0015]2)将试件放在模拟裂隙扩展的真三轴试验台上，控制加载轴压以及围压，围压由上、下、左、右四个压力头提供；
[0016]3)待试件发生破裂之后，轴向压力停止加载，打开注浆压力栗，向岩石裂隙内部注入液体娃胶；
[0017]4)压力表示数达到预定数值后，停止注浆，等待凝固；
[0018]5)待液体硅胶完全凝固后，取出试块内部裂隙所形成的硅凝胶，观察裂隙扩张情况。
[0019]—种模拟裂隙扩展单轴试验装置，还可以模拟预制裂隙扩展情况，包括以下步骤:
[0020]I)确定配比方案，每一种方案配比制备出5块直径50mm、高度10mm的有预制裂隙的标准岩石试样；
[0021]2)将试件放在模拟裂隙扩展单轴试验台上，控制加载轴压以及围压；
[0022]3)当上压力头下压一定长度时，保持压力恒定，打开注浆压力栗，向岩石裂隙内部注浆，压力表示数达到预定数值后，停止注浆，等待凝固；
[0023]4)待液体硅胶完全凝固后，取出试块内部裂隙所形成的硅凝胶，观察裂隙扩张情况；
[0024]5)更换试块，用同样的方法得到上压力头下压不通长度所形成的硅凝胶；
[0025]对比所形成的硅凝胶，得到预制裂隙扩张模型，观察预制裂隙变化规律。
【主权项】
1.一种用于模拟裂隙扩展的真三轴试验装置，包括基座，所述基座上方放置试件，所述试件前、后、左、右四个方向分别设有压力头，所述压力头与所述试件接触的一面设有密封层，所述上压力头由上压力头中空部分和上压力头实体部分组成;液体硅胶由注浆压力栗经管路向上压力头中空部分推送，管路上设有注浆压力表和溢流阀。
【文档编号】G01N3/08GK205719785SQ201620654060
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月28日
【发明人】赵金海, 刘占新, 张鑫
【申请人】山东科技大学