[发明专利]一种利用可溶性晶体材料模拟土体渗蚀过程的试验装置

摘要

本发明为一种利用可溶性晶体材料模拟土体渗蚀过程的试验装置，涉及对土体渗蚀过程的实验装置，该装置对可溶性晶体制成的试验材料进行模拟土体渗蚀试验。通过选择不同粒径的可溶性晶体材料，通过在密闭的空间注入水实现控制围压，利用水流渗透控制器向试验材料中注水，通过控制渗流速度的快慢，从而模拟出不同渗流程度对土体强度的影响。最后还可以测试土体的剪切强度，从而模拟渗蚀作用对土体强度的影响。与现有技术相比，本发明容易实现复杂级配条件的渗流模拟，便于测定相关参数，从而可以进一步研究土样在渗蚀作用下的力学性能与变形特性。

主权项

1.一种利用可溶性晶体材料模拟土体渗蚀过程的试验装置，其特征在于，该装置包括试验试样(5)，所述试验试样(5)内有可溶性晶体；还包括轴压加载系统、围压加载系统、渗蚀模拟系统和控制系统；所述轴压加载系统包括加载承托(4)、仪器底座(9)、仪器顶帽(10)、加载杆(3)、竖向加载设备(1)和加载支架(8)，其中，所述加载承托(4)、仪器底座(9)、试验试样(5)、仪器顶帽(10)、加载杆(3)和竖向加载设备(1)竖向同轴布置；所述的加载承托(4)为可控制的升降台；所述仪器底座(9)设置在加载承托(4)上，仪器顶帽(10)设在仪器底座(9)上方，所述的试验试样(5)放在仪器底座(9)和仪器顶帽(10)之间；仪器顶帽(10)的上侧设有凹槽(16)；所述的加载杆(3)下端能够与仪器顶帽(10)上的凹槽(16)对接；所述竖向加载设备(1)安装在加载支架(8)上，该设备的伸出端竖直向下且与加载杆(3)的上端相对；通过加载承托(4)的升降控制加载杆(3)与竖向加载设备(1)之间压力，从而得到对试样不同的轴压；所述围压加载系统包括刚性侧壁(2)、加载承托(4)和泵送系统；所述刚性侧壁(2)为底部开口的筒体，刚性侧壁(2)通过可拆卸的方式安装在加载承托(4)上用于围成一个密闭的试验空间；所述的仪器底座(9)、试验试样(5)和仪器顶帽(10)均置于试验空间内；所述刚性侧壁(2)的顶部开有加载孔，所述加载杆(3)以摩擦联接的方式设置在加载孔内，加载杆(3)能够在外力的作用下在加载孔内上下移动；所述的泵送系统由泵通过管路连通至试验空间内，用于向试验空间内注水；通过在试验空间内注入不同水量以得到不同的围压；渗蚀模拟系统包括水头渗透控制设备、仪器底座(9)和水头输入输出通道(15)；其中，所述水头输入输出通道(15)设在仪器底座(9)内，该水头输入输出通道(15)的一个端口与外界的水头渗透控制设备连接，另一个端口在仪器底座(9) 的顶部，并与试验试样(5)的底部相对，通过向试验试样(5)的底部注水以模拟渗蚀的过程；所述的控制系统包括轴压传感器(7)、轴压控制盒(18)、围压控制盒(17)、注水压力控制盒(19)；所述轴压控制盒(18)的输入与轴力传感器(7)连接，轴力传感器(7)布置在竖向加载设备(1)的伸出端上用于检测竖向压力并提供给轴压控制盒(18)；所述轴压控制盒(18)输出与加载承托(4)连接用于控制加载承托(4)的升降以输出不同的轴压；所述围压控制盒(17)内置有压力传感器，围压控制盒(17)布置在泵的管路上，其通过内置的压力传感器置于带有压力水管路内用以等效检测刚性侧壁(2)的围压，围压控制盒(17)与泵连接用于控制刚性侧壁(2)内的注水量以输出不同的围压；所述注水压力控制盒(19)内置有压力传感器，注水压力控制盒(19)安装在水头渗透控制设备上，用于控制水头渗透控制设备的注水速度以输出不同的注水压力。