[发明专利]软岩动力湿化变形与强度试验仪及试验方法

权利要求书

1.一种软岩动力湿化变形与强度试验仪，其特征在于，包括

恒载湿化装置（1），所述恒载湿化装置（1）的恒载装置设于基座（17）的下方，基座（17）上放置有岩石试样（12）；恒载装置的输出端与基座（17）之间设有受力件（25），受力件（25）分别与基座（17）底部、恒载装置输出端接触；岩石试样（12）置于样品室（20）内，样品室（20）内部注有湿化渗透液；

循环加载装置（2），多个所述循环加载装置（2）对称设于受力件（25）的底部，每个循环加载装置（2）包括

曲柄摇杆机构，用于带动滑块（41）在竖直的滑槽（43）内周期性往复滑动，滑槽（43）位于受力件（25）底部；以及

凸轮机构，所述凸轮机构安装于滑块（41）内，用于带动弹簧（48）在竖直方向上产生周期性往复伸缩变形，弹簧（48）与受力件（25）可拆卸连接，从而使得受力件（25）产生不同往复周期叠加的循环荷载；

其中，恒载装置的恒载大于循环荷载；

数据采集装置（3），用于采集荷载与湿化作用下岩石试样的应力、应变、强度和裂缝发育数据。

2.根据权利要求1所述一种软岩动力湿化变形与强度试验仪，其特征在于，对称设置的所述循环加载装置（2）同步运动，对称的两个弹簧（48）的劲度系数相同或不同。

3.根据权利要求1所述一种软岩动力湿化变形与强度试验仪，其特征在于，所述曲柄摇杆机构包括

从动转轴（39），所述从动转轴（39）通过皮带传动装置与电机转轴（33）连接，从动转轴（39）与支架（40）通过轴承转动连接，支架（40）与底座（4）固定连接；

传动杆（36），所述传动杆（36）与从动转轴（39）靠近滑块（41）的一端固定连接，传动杆（36）与从动转轴（39）垂直；传动杆（36）的自由端与连接杆（38）一端固定连接，连接杆（38）与传动杆（36）的旋转平面垂直；

从动杆（37），所述从动杆（37）的一端与连接杆（38）另一端铰接，从动杆（37）的另一端与滑块（41）铰接，滑块（41）与滑槽（43）之间设有滑轮（42）。

4.根据权利要求1所述一种软岩动力湿化变形与强度试验仪，其特征在于，所述凸轮机构包括

凸轮（45），所述凸轮（45）的回转驱动装置安装于所述滑块（41）内部，凸轮（45）的回转驱动装置输出轴与滑块（41）的滑动方向垂直；

升降杆（46），所述升降杆（46）的下端水平向外延伸部分的上表面与凸轮（45）的边缘接触，升降杆（46）的上端穿过滑块（41）顶端的开孔；

弹簧（48），所述弹簧（48）的下端通过托盘（47）与升降杆（46）的上端固定连接，阻止升降杆（46）掉落；弹簧（48）上端与受力件（25）相连。

5.根据权利要求1所述一种软岩动力湿化变形与强度试验仪，其特征在于，所述恒载装置为千斤顶（26），千斤顶（26）的输出端为顶杆；千斤顶（26）安装于空腔结构的底座（4）内，受力件（25）水平穿过底座（4），受力件（25）底部与千斤顶（26）的顶杆接触，顶杆顶部设有橡胶层。

6.根据权利要求5所述一种软岩动力湿化变形与强度试验仪，其特征在于，所述底座（4）顶部四周设有凹槽，凹槽内设有橡胶密封圈，有机玻璃侧壁（6）下端嵌入底座（4）顶部的凹槽内，有机玻璃侧壁（6）的上端与顶盖（5）固定连接，顶盖（5）与底座（4）之间设有竖向的固定螺杆（8），固定螺杆（8）上端具有螺杆手柄（7），固定螺杆（8）下端与底座（4）螺纹连接；岩石试样（12）的顶部设有试样帽（11），试样帽（11）顶端与传力杆（10）下端接触，传力杆（10）上端与顶盖（5）固定连接。

7.根据权利要求6所述一种软岩动力湿化变形与强度试验仪，其特征在于，所述岩石试样（12）的外部包裹有半透膜（14），半透膜（14）与有机玻璃侧壁（6）之间充满PEG溶液（15），PEG溶液（15）通过进出液管（21）注入样品室（20）内，进出液管（21）进水处安装有阀门（22），半透膜（14）两端分别通过橡皮圈（16）固定于基座（17）和试样帽（11）上。