[发明专利]模拟水岸边坡岩石单侧浸水弱化的岩石力学试验设备及其使用方法

权利要求书

1.模拟水岸边坡岩石单侧浸水弱化的岩石力学试验设备，其特征在于，包括支撑架、底座、盛水箱体、上加载杆、下加载杆、三个液压推杆、摄像头、摄像机和声发射监测装置，所述支撑架为方形框架，所述底座安装于所述支撑架的下支撑面上，所述盛水箱体安装于所述底座上，上加载杆安装于所述支撑架的上支撑面上，下加载杆安装于所述底座上，三个液压推杆分别设置在所述盛水箱体左面、右面及背面的几何中心位置，上加载杆、下加载杆及三个液压推杆进入所述盛水箱体中对岩石试件进行加载；所述摄像头和摄像机用于监测试验过程中岩石试件的变化；所述声发射监测装置用于监测岩石试件内部裂纹的动态发展过程。

2.根据权利要求1所述的模拟水岸边坡岩石单侧浸水弱化的岩石力学试验设备，其特征在于，所述盛水箱体为长方体密封箱体，其上面、下面、左面、右面及背面的几何中心位置分别设有加载杆密封孔，上加载杆、下加载杆及三个液压推杆通过所述加载杆密封孔进入所述盛水箱体；所述盛水箱体的正面安装有圆形可视玻璃窗；所述盛水箱体的上、左、右三个面上分别设有两个摄像头密封孔，所述摄像头通过所述摄像头密封孔伸入所述盛水箱体内腔中；岩石试件放置于所述盛水箱体内腔中。

3.根据权利要求2所述的模拟水岸边坡岩石单侧浸水弱化的岩石力学试验设备，其特征在于，所述可视玻璃窗由透明有机玻璃制成；所述可视玻璃窗上部设有劣弧形缺口，用于试验中向所述盛水箱体中注水。

4.根据权利要求3所述的模拟水岸边坡岩石单侧浸水弱化的岩石力学试验设备，其特征在于，所述可视玻璃窗通过螺栓与所述盛水箱体安装在一起；所述可视玻璃窗与所述盛水箱体间装有密封圈。

5.根据权利要求4所述的模拟水岸边坡岩石单侧浸水弱化的岩石力学试验设备，其特征在于，所述声发射监测装置包括信号采集仪、信号放大器、传感器、传输线及显示屏，所述传感器安装于岩石试件的表面；所述传感器和传输线通过所述摄像头密封孔或所述劣弧形缺口进入所述盛水箱体的内腔中。

6.根据权利要求5所述的模拟水岸边坡岩石单侧浸水弱化的岩石力学试验设备，其特征在于，上加载杆、下加载杆及三个液压推杆的压头与岩石试件表面之间设有垫块，所述垫块由透明有机玻璃制作。

7.如权利要求6所述的模拟水岸边坡岩石单侧浸水弱化的岩石力学试验设备的使用方法，包括以下步骤：

S1、根据实际取样的边坡地质条件建立数值模型，并通过数值模拟计算所得结论确定力学试验 所用岩石试件的加载条件；

S2、在岩石试件的五个加载面涂抹凡士林，将进行过防水处理的所述传感器安装于岩石试件表面，之后，将岩石试件放置于所述盛水箱体中；

S3、将上加载杆、下加载杆及三个液压推杆的压头分别调节至距岩石试件表面一定距离处，在岩石试件与上加载杆、下加载杆及三个液压推杆的压头之间加入所述垫块，使上加载杆、下加载杆及三个液压推杆的压头、所述垫块与岩石试件紧密接触；

S4、将所述摄像头安装于所述盛水箱体的摄像头密封孔中，在所述盛水箱体的正面架设所述摄像机，使其透过所述可视玻璃窗对试验过程进行录像；

S5、开启上加载杆、下加载杆及三个液压推杆，对岩石试件进行五向加载，并在达到预定荷载后保载；

S6、向所述盛水箱体中注水，直至岩石试件被完全浸泡在水中；

S7、保载直至岩石试件完全破坏，在此过程中监测并记录试验机的压力、上加载杆、下加载杆及三个液压推杆的压头位移、岩石试件的声发射信号；

S8、单次试验结束后取出已破坏岩石试件，对其进行观察、拍照、记录，并放出所述盛水箱体中的水；

S9、选取新的岩石试件，调整加载条件并重复步骤S1至S8，根据不同加载条件下试验机的压力、上加载杆、下加载杆及三个液压推杆的压头位移试验 结果以及岩石试件的声发射信号数据，分析岩石试件的单侧浸水弱化规律；进而分析水岸边坡在水-力环境中岩石单侧浸水弱化的岩石力学特性。