[发明专利]一种考虑渗流-应力-化学耦合的岩土体剪切流变仪

摘要

本发明提供一种考虑渗流‑应力‑化学耦合的岩土体剪切流变仪，包括试验台、剪切盒组件、加载组件和位移‑应力监测组件；剪切盒单元可放置大尺寸的试样，通过水泵提供具有一定渗透压的化学液体，通过热空气循环单元对试样进行烘干处理，实现不同渗透压化学液体的渗流及试样的干湿循环；利用砝码进行法向压力的加载，利用刚性弹簧进行切向压力的加载，利用激振器作用于弹簧从而对切向应力产生扰动，通过控制直线位移机构保持刚性弹簧的变形量以保证切向应力的稳定；位移‑应力监测组件配合相应的数据采集系统，监测下剪切盒位移和试样所受拉力；本发明可研究岩土体受动力扰动、地下水、化学腐蚀、干湿循环以及应力单独或共同作用的长期稳定性问题。

主权项

1.一种考虑渗流‑应力‑化学耦合的岩土体剪切流变仪，至少包括试验台以及安装于试验台上的剪切盒组件、加载组件和位移‑应力监测组件，其特征在于：所述剪切盒组件包括由上剪切盒、下剪切盒和滑移块构成的剪切盒单元，由密封盒、排气管、进气管、风机、电热丝和热风盒构成的热空气循环单元，以及由水槽、水泵、水管和底部为透水石的贮水箱构成的渗流单元，剪切盒单元整体封装于密封盒中；上剪切盒与下剪切盒上下叠放且开口相对，滑移块位于上剪切盒和下剪切盒之间，所述滑移块由刚性滚珠和滑动槽构成，刚性滚珠嵌于滑动槽中并且与上剪切盒的盒口接触；密封盒与热风盒通过排气管和进气管连通，风机和电热丝均安装于热风盒中；水槽、水管和贮水箱依次连通，水泵安装于水管上，贮水箱构成上剪切盒的盒底，透水石与剪切盒内腔中的试样直接接触；所述加载组件包括法向加载装置、刚性弹簧、激振器和直线位移机构，法向加载装置作用于贮水箱，刚性弹簧的一端与激振器连接、另一端作用于下剪切盒，激振器通过直线位移机构驱动进行直线移动，所述直线位移机构由伺服电机及其驱动的滚珠丝杠副构成；所述法向加载装置由法向顶杆、砝码和两个挂钩构成，法向顶杆为对称的框架结构，两个挂钩分别固定于法向顶杆两臂的底端，砝码挂于挂钩上，法向顶杆的横杆与贮水箱固连；所述位移‑应力监测组件由拉线型位移传感器、应变式拉应力传感器以及相配套的数据采集系统构成，其中拉线型位移传感器与下剪切盒相连，应变式拉应力传感器连接刚性弹簧与下剪切盒，伺服电机与拉线型位移传感器通过控制芯片电性连接。