[实用新型]一种岩土体风化力学特性测试仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种能够测量在环境风化作用下岩土体力学特性变化规律的装置，特指将某种岩土体制作成符合尺寸要求的试件后置入具有一定刚度的铜环中，在铜环内通入引起该岩土体退化的相关溶液、水或空气以模拟环境条件，同时向试件施加一定压力，在试验过程中每隔一段时间测定试件的变形和应力状态，以分析岩土体在环境风化作用下力学特性变化规律的新型装置。

背景技术

目前，土木工程中常遇到红砂岩、碳质泥岩、湿陷性黄土、膨胀土等特殊岩土体，其遇水或受到干湿循环后将崩解或发生变形，除此之外，碳酸岩在酸性环境下还将发生溶蚀而形成岩溶地基。为保证基础设施、房屋建筑、各类工程建筑物(构筑物)的施工安全性、使用安全性、使用舒适性，深入了解环境风化作用对岩土体力学特性的影响十分重要。对于这类问题，现阶段广泛采用的测定方法有：从工程上取不同风化程度的岩石在压力试验机上进行力学实验；在室内岩块试验及现场声波测试方法的基础上，通过折减的办法估计岩体变形参数；采用常规的简化方法测定特殊土的力学参数，如自由膨胀率等。这些方法均无法实测环境风化过程中岩土体的力学参数及应力状态的变化规律，且有的操作过程较为复杂，有的具有近似性，难以保证结果的准确。如果在实验室内使用特制的仪器模拟岩土体受环境风化作用的过程，并通过应力应变测试装置实测岩土体在整个试验过程中试样的应力和变形，就可精确研究岩土体在环境风化作用下的力学特性及应力状态变化规律。目前仍没有此类装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可模拟岩土体的环境风化过程，并在实施过程中全程记录岩土体的变形及应力状态，能准确测量岩土体风化力学特性的岩土体风化力学特性测试仪。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的岩土体风化力学特性测试仪，在反力架上设有加载气缸，在所述的反力架上设有装置主体，所述的装置主体是在由耐酸性腐蚀材料制成的薄壁刚性环的一端套装有与所述的反力架接触的由耐酸性腐蚀材料制成的刚性底座，另一端套装有由耐酸性腐蚀材料制成的刚性顶座，所述的刚性底座上处于所述的薄壁刚性环内的一端设有第一空腔及第一凹槽，所述的刚性底座上设有至少一条与所述的第一凹槽及所述的第一空腔连通的进水管道，所述的刚性底座外壁上设有与所述的薄壁刚性环密封的第一密封圈，在所述的第一空腔内设有第一透水石，蠕动泵的进口连接有主进液管，所述的蠕动泵的出口通过分进液管与所述的进水管道连接，所述的刚性顶座的顶部设有球座，所述的刚性顶座处于所述的薄壁刚性环内的一端设有第二空腔及第二凹槽，在所述的刚性顶座上设有至少一条与所述的第二凹槽及所述的第二空腔连通的出水管道，在所述的第二空腔内设有第二透水石，所述的出水管道连接有出液管，所述的刚性顶座外壁上设有与所述的薄壁刚性环密封的第二密封圈，所述的薄壁刚性环上设有至少一块应变片，所述的加载气缸的活塞杆通过荷载传感器连接有顶头，所述的顶头与所述的球座对应相顶，在所述的加载气缸的活塞杆上设有支座，所述的支座上设有指示所述的加载气缸的活塞杆位移的位移百分表。

所述的耐酸性腐蚀材料为黄铜。

采用上述技术方案的岩土体风化力学特性测试仪，采用黄铜制作一个耐腐蚀且具有一定刚度的薄壁刚性环，将试样置于该薄壁刚性环内，试样下方设一刚性底座，试样上方由刚性顶座加载，刚性底座与刚性顶座均设有透水管道，并由透水石与试样接触。进行试验时，将刚性底座置于一反力架内，由加载系统对刚性顶座施加恒定荷载，待变形稳定后，启动渗透系统通入引起该岩土体退化的相关溶液、水或空气等模拟风化条件，在试验的全过程采用应变测量装置测得薄壁刚性环的径向应变值和刚性顶座的竖向沉降值，最后进行试验数据分析后可得到岩土体的风化力学特性变化规律。

综上所述，本实用新型是一个同时具备渗透和施加荷载功能的岩土体风化力学特性测试装置，该装置可模拟岩土体的环境风化过程，并在实施过程中全程记录岩土体的变形及应力状态，避免了常规方法中操作过程复杂、无法反映力学特性和应力状态变化全过程等缺陷，达到准确测量岩土体风化力学特性的目的。

附图说明

图1是岩土体风化力学特性测试仪整体示意图；

图2是岩土体风化力学特性测试仪剖视图；

图3是刚性顶座示意图；

图4是薄壁刚性环示意图；

图5是刚性底座示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。