[实用新型]一种荷载内置式透明密封舱岩体试验系统

说明书

本实用新型提供一种荷载内置式透明密封舱岩体试验系统，包括试验舱、方形框架、环形框架、岩体试样、传输装置、应力加载装置、控制系统；所述岩体试样为具有六个面的长方体，所述方形框架用于给岩体试样施加轴向围压，所述环形框架用于给岩体试样施加侧向围压，所述传输装置用于将岩体试样运送到环形框架中间，安装施加岩体试样侧面应力的应力加载装置后运送环形框架到方形框架中间，安装施加岩体试样轴向应力的应力加载装置后运送方形框架到试验舱中，所述控制系统包括计算机及与计算机连接的加压系统、温控系统、渗压系统、测量系统。本实用新型无须外部提供反力支撑且试验舱不承受反力荷载，具有试验舱占地空间小、安装方便等特点。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程技术领域，具体是一种荷载内置式透明密封舱岩体试验系统，适用于大尺度岩体试样多场耦合三轴试验。

背景技术

随着西部大开发等相关战略的实施，国家重大基础设施的建设进度逐渐加快。水电工程的建设多在深山峡谷中，水工建筑物埋深也逐渐加大，如锦屏二级的引水隧洞最大埋深2525m。矿产资源与石油开采也向深部延伸，许多矿山采深已达1200m以上。新兴行业如能源地下储存、高放核废物的深地质处置、天然气水合物的勘探与安全开采、CO²地下隔离等领域也迫切需要岩体多场耦合理论的发展与相关技术的突破。深部岩体由于高应力状态、高温度状态和高渗压状态及其结构特点，使得其力学特性与浅部岩体相比具有显著不同。通过力学试验能客观地观察多场耦合条件下岩体的强度和变形参数的变化规律，为开发设计及工程稳定性评价提供科学依据。

国内外的岩体多场耦合试验，多采用小尺寸岩块试件(长宽高 5cm×5cm×10cm)，试件一般不含裂隙或者仅含单一裂隙，试验结果不能反映岩体温度场、渗流场的真实状态。大尺度岩体三轴试验中，为给岩体试验施加足够的荷载，需给应力加载系统提供足够大的反力。传统的岩体三轴试验系统以试验框架作为反力梁、外部辅以大型钢杆支撑以提供足够的反力，因此试验系统体积庞大、安装困难。目前尚无大尺度(长宽高30cm×30cm×60cm及以上)岩体试样多场耦合三轴试验系统和方案。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是为了克服现有技术的不足，提供一种荷载内置式透明密封舱岩体试验系统，无须外部提供反力支撑且试验舱不承受反力荷载，具有试验舱占地空间小、安装方便等特点。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种荷载内置式透明密封舱岩体试验系统，包括试验舱、方形框架、环形框架、岩体试样、传输装置、应力加载装置、控制系统；所述岩体试样为具有六个面的长方体，所述方形框架用于给岩体试样施加轴向围压，所述环形框架用于给岩体试样施加侧向围压，所述传输装置用于将岩体试样运送到环形框架中间，安装施加岩体试样侧面应力的应力加载装置后运送环形框架到方形框架中间，安装施加岩体试样轴向应力的应力加载装置后运送方形框架到试验舱中，所述控制系统包括计算机及与计算机连接的加压系统、温控系统、渗压系统、测量系统。

进一步的，加压系统用于给应力加载装置的千斤顶注入和引出液压油，控制岩体试样的侧向围压和轴向围压；温控系统用于调节试验舱内的温度；渗压系统用于控制试验舱内的液体压力；测量系统用于测量岩体试样在试验过程中的侧向变形和轴向变形，加压系统、温控系统、渗压系统、测量系统均采用计算机自动控制。

进一步的，所述试验舱包括舱壳、舱门、密封圈、试验台，所述舱门设于舱壳的侧壁，所述密封圈用于提高保证舱门的密封性，试验台设于舱壳底部，用于放置方形框架。

进一步的，所述岩体试样共有六个表面，分别为第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面、上端面和下端面，侧面用于施加围压，端面用于施加轴向压力。

进一步的，所述方形框架的左右两个框边内分别设有一个应力加载装置，与岩体试样轴向的上端面和下端面相互接触。