一种测量尾矿材料力学性质的三轴流变实验装置的制造方法_2

文档序号:9248286阅读:来源:国知局
压管22、容器底板23、隔水塞26、阀门27、压力表28、隔水板排水口 31、隔水板测压口 32等组成辅助装置;在实验过程中,固定橡皮塞3可以防止压力杆I和加压板2由于施力不稳定而左右摇晃。其次,在上部承压钢筒4和下部承压钢筒25之间用隔水塞26连接,隔水塞26除了能连接上部承压钢筒4和下部承压钢筒25之外,还起到防止充水容腔30内的水沿着缝隙向外流出。并且在容器底板23上放置下隔水板12,并且下隔水板12上开有隔水板测压口 32和隔水板排水口 31两个孔,其作用在于测定土样在不排水和排水条件下的流变力学参数。最后,在下隔水板12上放置加密铁丝网11 ;设置加密铁丝网11的目的在于防止实验土样中的小颗粒通过隔水板测压口 32和隔水板排水口 31进入孔隙水排水管20和孔隙水测压管22,从而堵塞孔隙水排水管20和孔隙水测压管22。
[0017]本发明所述装置实验时:首先,由加压板2带动加压活塞8对上部承压钢筒4、下部承压钢筒25中的水进行压缩,使水体在压力下绕过竖直隔水板6,并且充满土样周围的空间,随着加压板2上压力的增大,围压相应增大从而对三轴流变实验施加不同压力的稳定围压;将上隔水板5放于实验的土样上,之后将承压板7放置于上隔水板9之上,最后将压力杆I穿过上部承压钢筒4和加压杆I的预留孔并与承压板13连接起来;本装置是通过对压力杆对土样施加不同的稳定轴压。
[0018]本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果: (I)本发明所述装置能开展“排水”与“不排水”条件下的尾矿材料的三轴流变实验;能为装置提供稳定、持久的围压和轴向压力。
[0019](3)现在常用的流变实验大多都需要大量的水来维持和改变围压,此发明加入了竖直隔水板,可以借助大气压力和水压把水分压入靠近土样的一端,这样既能节水,又不影响对围压的控制。
[0020](4)为了让加压杆和压力杆和施压装置都能正常使用,在横向加压杆上开一个小孔,使得压力杆和玻璃罩II可以无摩擦通过,三者运行均正常并且互不影响。
[0021](5)此发明借助固定橡皮塞限制了加压杆和压力杆在水平方向上的运动,这样即便是杆身较长,也不会影响到加压时的稳定性。在对实验土样施加轴向压力时,可获得稳定持久的轴向压力。
[0022](6)在实验过程中,能实时测定土样中孔隙水压的变化、施加围压的大小等参数。能在实验过程中实时改变流变实验的参数(如调整土样孔隙水压、围压及轴向荷载的大小等),从而能更深入研宄土的流变特性。
[0023](7)可完成恒定围压和恒定轴压下的流变实验,同时还可开展非恒定围压和非恒定轴压下的流变实验。本发明能在节省大量水资源的情况下,获得较为稳定持久的流变参数。
【附图说明】
[0024]图1为三轴流变仪压缩装置的剖面示意图。
[0025]图2为三轴流变仪压缩装置的框架结构示意图。
[0026]图3为三轴流变仪压缩装置的内部构造示意图。
[0027]图4为三轴流变仪压缩装置的容器底座和下部承压钢筒拆分结构示意图图5为三轴流变仪的整体剖面示意图。
[0028]图6为三轴流变仪的施压装置剖面示意图。
[0029]图中压力杆;2_加压板;3_固定橡皮塞;4_上部承压钢筒;5_上隔水板;6-竖直隔水板;7_承压板;8_加压活塞;9_加压杆;10-橡皮膜;11-加密铁丝网;12-下隔水板;13-孔隙水排水连接管;14_排水管钉;15-测压管钉;16_孔隙水测压连接管;17-注水管钉;18_围压测压管;19_排水管;20_孔隙水排水管;21_注水管;22_孔隙水测压管;23_容器底板;24_橡皮垫;25_下部承压钢筒;26_隔水塞;27_阀门;28_压力表;29_加压容腔;30-充水容腔;31-隔水板排水口 ;32_隔水板测压口 ;33_气压输入口 I ;34_气压输入口
II;35-玻璃罩I ;36_玻璃罩II ;37-液压隔水板I ;38_液压隔水板II。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明,但本发明的保护范围并不限于所述内容。
[0031]实施例1
本实施例所述三轴流变实验装置,包括压力杆1、加压板2、固定橡皮塞3、上部承压钢筒4、上隔水板5、竖直隔水板6、承压板7、加压活塞8、加压杆9、橡皮膜10、加密铁丝网11、下隔水板12、孔隙水排水连接管13、排水管钉14、测压管钉15、孔隙水测压连接管16、注水管钉17、围压测压管18、排水管19、孔隙水排水管20、注水管21、孔隙水测压管22、容器底板23,压力杆I依次穿过加压板2、上部承压钢筒4与承压板7连接;加压板2上对称设有两个加压杆9,两个加压杆9均穿过上部承压钢筒4与加压活塞8连接;上部承压钢筒4的内部设有竖直隔水板6,竖直隔水板6与上部承压钢筒4的顶部相连,与下部承压钢筒25的底部相离;加压活塞8镶嵌于上部承压钢筒4与竖直隔水板6之间,将上部承压钢筒4与竖直隔水板6之间的间隙分隔为加压容腔29和充水容腔30 ;上部承压钢筒4和下部承压钢筒25可拆卸连接,下部承压钢筒25位于容器底板23上;橡皮膜10的上端固定有上隔水板5,上端固定有下隔水板12,承压板7位于上隔水板5的上面,橡皮膜10的下面固定在下部承压钢筒25上,橡皮膜10位于竖直隔水板6内部;下部承压钢筒25的底部与围压测压管
18、排水管19、注水管21连通,孔隙水排水管20、孔隙水测压管22穿过下部承压钢筒25与橡皮膜10连通;围压测压管18和孔隙水测压管22上均设有压力表28,如图1~6所示。
[0032]本实施例所述三轴流变实验装置还包括加压装置,加压装置包括气压输入口I 33、气压输入口 II 34、玻璃罩I 35、玻璃罩II 36、液压隔水板I 37、液压隔水板II 38,玻璃罩I 35位于玻璃罩II 36的内部,玻璃罩I 35的上端设有气压输入口 I 33,玻璃罩II 36的上端设有气压输入口 II 34 ;玻璃罩I 35的内部设有液压隔水板I 37,在压力作用下液压隔水板I 37可沿玻璃罩I 35的内壁上下滑动,液压隔水板I 37与压力杆I的上端接触;玻璃罩II 36的内部设有液压隔水板II 38,在压力作用下液压隔水板II 38可沿玻璃罩II 36的内壁上下滑动,玻璃罩II 36与加压板2接触。
[0033]本实施例所述加压杆9、压力杆I与上部承压钢筒4通过固定橡皮塞3连接。
[0034]本实施例所述上部承压钢筒4和下部承压钢筒25连接处设有隔水塞26 ;排水管
19、注水管21、孔隙水排水管20上均设有阀门27。
[0035]本实施例所述下部承压钢筒25的底部为加密铁丝网11。
[0036]本实施例所述孔隙水排水连接管13与孔隙水排水管20相连,排水管钉14与排水管19相连,测压管钉15与围压测压管18相连,孔隙水测压连接管16与孔隙水测压管22相连,注水管钉17与注水管21相连;排水管19穿过隔水板排水口 31与排水管钉14相连、孔隙水测压连接管16穿过隔水板测压口 32与孔隙水测压管22相连;注水管钉17、排水管钉14和测压管钉15,三个管钉的下部呈“尖状”结构,管钉长度超出下部承压钢筒25。
[0037]本实施例所述装置的使用过程为:
(O先取下上部承压钢筒4,同时将橡皮膜10包裹在下部承压钢筒25的内侧,并利用注水管钉17、排水管钉14和测压管钉15将其相对应位置的橡皮膜10戳穿,然后将包裹了橡皮膜10的下部承压钢筒25放置于容器底板23对应的位置。
[0038](2)将下部承压钢筒25置于容器底板23的相应位置,并依次放上下隔水板12和加密铁丝网11,在放置上下隔水板12时,要保证孔隙水测压连接管16和孔隙水排水连接管13分别与下部承压钢筒25上的相应开口对应。
[0039](3)再将制备好的尾矿样或土样装入加密铁丝网11之上的腔体,装好土样后,再依次将上隔水板5和承压板7放置于土样之上。
[0040](4)将隔水塞26和上部承压钢筒4分别安装于下部承压钢筒25的上部。同时,将压力环I穿过加压板2预留小孔,并承压板7相连。
[0041](5)关闭排水管19的阀门并打开注水管21的阀门,然后往充水容腔30充水,直到充满水为止;同时向气压输入口 I 33和气压输入口 II 34内输入气压,通过施压装置推入加压板2,将承压板7放下,不断增加在加压板2和承压板7上的压力,使得压力直到围压测压管18的压力表的读数达到实验所要求的读数。并记录下孔隙水测压管22的压力表读数变化。
[0042](6)如果是排水实验,则打开孔隙水排水管20的阀门;不排水实验,则关闭孔隙水排水管20的阀门;然后在压力杆I上增压力,直到达到实验要求,然后持续此种状态如果实验过程中需要改变实验参数,则按所设计的实验要求来完成,以满足所设计的流变实验的时长,并记录下施加的压力、压力杆I的位移量和孔隙水测压管22的
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