[发明专利]一种土工真三轴试验移动刚性箱板防漏水装置及方法

说明书

本发明公开一种土工真三轴试验移动刚性箱板防漏水装置及其方法，所述装置包括由底板和垂直于底板设置的移动刚性箱板依次连接组成的土箱结构，土箱结构内设置有柔性密封框架、密封固定条、平头螺丝和柔性密封条，柔性密封框架紧靠相邻移动刚性箱板的连接处以及底板与移动刚性箱板的连接处设置，并通过密封固定条压紧，本方案通过对柔性密封框架和密封固定条等进行特殊的设计，结构设计巧妙、制作成本低、工作可靠，且提供两道防水措施，能够在不影响刚性箱板移动情况下实现有效防水，满足刚性箱板运动过程中的防漏水需求。在试验过程中当刚性箱板上所受的力越大，其防水效果越好，有效的提高了高压力作用下土箱内的防水效果，整个真三轴试验系统运行的安全性好、可靠性高，具有显著的经济及实用价值。

技术领域

本发明涉及土工真三轴试验技术领域，具体涉及一种土工真三轴试验中移动刚性箱板连接处的防漏水装置及方法，适用于土工真三轴试验。

背景技术

土工真三轴试验系统能够模拟三个方向不等应力作用下土体的力学特性，相对于常规三轴试验系统，真三轴试验能更合理地解释实际场地条件下土体的力学特性。常规三轴试验系统中，其土样尺寸往往为圆柱体，两个水平方向应力相等，其应力状态为σ₁＞σ₂＝σ₃(σ₁为竖向主应力，σ₂和σ₃为水平主应力)。然而，在土工真三轴试验系统中，3个方向为非等值加载，即三个方向施加应力σ₁＞σ₂＞σ₃。在真三轴试验系统中，土样往往为立方体，通过在正交的三个方向施加大小不等的应力，真实地再现土体在非等值应力作用下的力学特性。

为了使土样随着刚性加载板的移动而发生变形，采用可移动刚性箱板组合为箱形结构，通过在三个方向施加不同应力，使刚性箱板沿着轴向移动实现对箱体内土样进行加载，如申请公布号为【CN106248487A】，专利名称为岩石真三轴试验设备所公开的箱形结构。由于在试样加载过程中需要保证箱形结构保持无漏水的状态，所以需要对箱形结构进行防水处理。一般对于刚性箱板防水采取焊接，密封等技术手段，以减少刚性箱板之间的缝隙，但不能实现刚性箱板的相对移动。然而，对于移动刚性箱板，通常采用更高的加工精确，尽量减少刚性箱板之间的缝隙，或者采取一种防水材料填充刚性箱板之间的缝隙。

但是，在刚性箱板移动情况下同，从技术实现上来说是很难保证完全不漏水的，特别是在加载过程中，在高压力作用下，采用填充材料填塞箱板间的缝隙远不能达到防水的效果。另外，在一些真三轴试验设备的设计中，不采用刚性箱板加载，而采用柔性加载，进而通过将箱体内试样用橡皮膜进行包裹以防止漏水。通过橡皮膜包裹试样防漏水是目前最常用的方法，比如授权公告号为【CN105092327B】的专利所公开的方案，但是主要针对小尺寸试样。

故而，为了真实地再现土工大尺寸试样在三个方向非均匀加载下的受力状态，需采用移动刚性箱板对土样进行加载，亟待提出一种方案，以确保在加载情况下移动箱板之间不发生漏水。

发明内容

本发明为真实再现土工大尺寸试样在三个方向非均匀加载下的受力状态，有效防止土工真三轴试验中移动刚性箱板连接处漏水、并保证刚性箱板的运动，提出一种土工真三轴试验移动刚性箱板防漏水装置及方法，可有效降低防水成本和试验失败概率，提高防水效果和试验系统整体运行安全性。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种土工真三轴试验移动刚性箱板防漏水装置，包括由底板和垂直于底板设置的移动刚性箱板依次连接组成的土箱结构，相邻移动刚性箱板之间可相对滑动；

所述土箱结构内设置有柔性密封框架，所述柔性密封框架紧靠相邻移动刚性箱板的连接处以及底板与移动刚性箱板的连接处设置，所述柔性密封框架通过密封固定条压紧，密封固定条通过平头螺丝紧固在刚性箱板上；在刚性箱板内壁上靠近柔性密封框架的边缘处还设置有凹槽，所述凹槽内设置有圆柱形柔性密封条，且自然状态下柔性密封条的直径大于所述凹槽的深度；