[发明专利]一种用于温度渗流耦合的循环水压直剪设备

说明书

本发明涉及岩石试验设备技术领域，尤其涉及一种用于温度渗流耦合的循环水压直剪设备，其中，高低温箱(2)放置在加载系统(1)内；渗流剪切盒(4)通过限位装置(5)置于高低温箱(2)的空腔内，并通过位于渗流剪切盒(4)两侧的第一拉杆(411)和第二拉杆(422)穿过所述高低温箱(2)，分别与加载系统(1)的切向固定活塞(14)和切向行程活塞(15)连接；切向行程活塞(15)能够对渗流剪切盒(4)中的试块进行横向加载，法向行程活塞(13)能够对放置在渗流剪切盒(4)中的试块进行法向加载。通过高低温箱(2)能够保证渗流剪切盒内的试验温度。

技术领域

本发明涉及岩石试验设备技术领域，尤其涉及一种用于温度渗流耦合的循环水压直剪设备。

背景技术

水库边坡的安全性问题对于水电站长期安全运行具有重要的意义。而水库边坡结构的稳定主要有岩石结构面控制的，降雨以及水库蓄水调节导致库水涨落会对节理面的安全性产生很大的安全隐患。水的存在会导致结构面的强度弱化，而库水涨落会对结构面产生循环水荷载，造成疲劳损伤，尤其对水库的长期安全性产生很大的影响。另一方面，水库多建设在高山中，四季温差以及昼夜温差极大，在这种极端温度环境下，对水库边坡的安全提出了更高的要求。因此需要对岩石结构面进行温度渗流耦合作用下的循环剪切试验。

目前国内仅有几台关于岩石结构面渗流的循环直剪试验设备，由于渗流系统需要很强的密封性能，无法监测到内部水压的变化；而且现有渗流设备的结构往往比较复杂，很难在岩石结构面上施加温度场；因此如何快速实现温度场的施加、如何实施内部水压的监测和调控成为制约岩石结构面温度-渗流耦合试验开展的关键技术问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的无法快速施加温度场的技术问题，本发明提供了一种用于温度渗流耦合的循环水压直剪设备，该渗流循环剪切装置能够方便渗流剪切盒的安装及快速检测和施加温度场。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明提供一种用于温度渗流耦合的循环直剪设备，其包括：

加载系统、高低温箱、渗流剪切盒和限位装置；

所述高低温箱放置在所述加载系统内；

所述渗流剪切盒通过限位装置置于所述高低温箱的空腔内，并通过位于渗流剪切盒两侧的第一拉杆和第二拉杆穿过所述高低温箱，分别与加载系统的切向固定活塞和切向行程活塞连接；

所述加载系统的切向行程活塞能够对渗流剪切盒中的试块进行横向加载，加载系统上的法向行程活塞能够对放置在渗流剪切盒中的试块进行法向加载。

更有选的，所述循环水压直剪设备还包括：水压加载装置；所述水压加载装置置于加载系统的外侧，其上设置有量筒；所述量筒上设置有注水口和回水口；

所述渗流剪切盒上设置有通向其内部的试块的出水管道和注水管道；

所述注水口和回水口分别与所述渗流剪切盒上的出水管道和注水管道相连。

更有选的，所述水压加载装置包括：底座、伺服电机和滑轨；滑轨置于底座上；伺服电机能沿着滑轨滑动挤压设置在底座31)上的所述量筒。

更有选的，所述水压加载装置还包括：感应器；所述感应器置于伺服电机的前端，当行程超过设定距离时，所述感应器会触碰到量筒触发急停。

更有选的，所述渗流剪切盒包括：

上剪切盒、下剪切盒、顶部压块和侧板部件；

所述上剪切盒置于下剪切盒上，并通过螺杆和紧固螺母连接两侧的侧板部件，顶部压块置于上剪切盒上；

所述第一拉杆和第二拉杆分别旋进所述上剪切盒和下剪切盒，并分别从高低温箱两侧穿出；