[发明专利]变开度可拆卸的仿真裂隙试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种变开度可拆卸的仿真裂隙试验装置及试验方法。该装置包括梁杆支撑结构、载物台、位移传动结构、可拆卸裂隙夹具和透明裂隙模具。载物台位于空间三维可调节的梁杆支撑结构上，用于固定可拆卸裂隙夹具；位移传动结构包括用于精确调节开度的滑动板和大范围位移调节的滑动杆筒，两者固定在一起，分别与载物台上、下板相连；可拆卸裂隙夹具通过圆环夹板和螺丝将透明裂隙模具固定，载物板和可拆卸裂隙夹具分别设置用于拆卸后复位的凸块和凹槽。该试验装置通过巧妙的机械结构设计，实现了对透明裂隙模具的可拆卸、开度高精度连续调节，且各组件之间可灵活调节和扩展，为进一步开展裂隙渗流的可视化试验研究提供技术支持。

技术领域

本发明涉及仿真岩体裂隙模型的试验装置及试验方法，具体是指一种变开度可拆卸的仿真裂隙试验装置及试验方法。

背景技术

自然界中的岩体存在着大量的断层、节理、裂隙等结构面，使得岩体表现出复杂的渗流特性。岩体渗流特性研究是地下资源利用与开发、生态环境保护和国家重大工程建设等中的重要基础科学问题，如：页岩气开采、二氧化碳地质封存、地下水污染物迁移和坝基渗流安全稳定问题等。因此，开展裂隙渗流试验研究具有重大工程价值和理论意义。

基于光学原理的可视化研究是目前在实验室中开展裂隙渗流研究的一种主要手段，其中仿真裂隙模型往往是其核心部分。但目前裂隙模型的制作常采用间隙片等粘结，存在着不可拆卸、开度不可调节、模具清洗困难等问题。

发明内容

为了解决这些问题，本发明设计一种可拆卸、开度可高精度连续调节的仿真裂隙试验装置，为进一步开展岩体裂隙渗流的可视化试验研究提供技术支持。

为实现上述目的，本发明提出一种变开度可拆卸的仿真裂隙试验装置，并给出了该装置的试验方法。该装置包括载物台、位移传动结构、可拆卸裂隙夹具和透明裂隙模具，整体上解决了裂隙模型可拆卸、开度可高精度连续调节等问题，结构上可实现模块化，方便组装和拆卸，拓展性强。

本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种变开度可拆卸的仿真裂隙试验装置，其特征在于：包括支撑底板、两个支撑竖杆、载物台、可伸缩脚支座、位移传动结构、千分尺、可拆卸裂隙夹具和透明裂隙模具；

所述载物台周围设有用于支撑和位移调节的杆架结构和载物台支架；

所述两个支撑竖杆分别与支撑底板螺纹连接；

所述载物台包括上部和下部，所述载物台的上部由平行重叠布置的载物台上部上板和载物台上部下板组成；所述载物台的下部由平行重叠布置的载物台下部上板和载物台下部下板组成；所述载物台上部上板设有4个大尺寸通孔，使得载物台上部上板相对于载物台上部下板沿任意水平方向移动，用于透明裂隙模具的上部和下部对准，载物台上部上板和载物台上部下板之间通过大尺寸垫片和载物台锁紧螺丝固定；载物台下部上板和载物台下部下板之间通过螺丝固定；所述载物台上部下板设有两个水平调节螺丝孔，所述两个水平调节螺丝穿过载物台上部上板和载物台上部下板后均与载物台的下部接触，用以调节载物台上部的水平度；所述载物台的下部置于载物台支架上；

所述杆架结构包括两个杆夹、总支撑梁杆、转接件和转轴；所述两个杆夹分别穿套在两个支撑竖杆上；所述总支撑梁杆的两端分别与两个杆夹连接；所述转接件置于总支撑梁杆上，所述转轴的一端穿过转接件的中心与载物台支架的内侧边连接，所述载物台支架的外侧边与可伸缩脚支座连接，用以调控载物台水平度；

所述两个杆夹、总支撑梁杆、载物台支架和可伸缩脚支座组合使用可调节载物台的水平高度；所述转接件、转轴和载物台支架组合使用可调节载物台的在水平面内个方向移动；所述两个杆夹、总支撑梁杆、转接件、转轴、载物台支架和可伸缩脚支座组合使用，从而使载物台在空间三个方向上能够移动调节；