用于单轴压缩试验的渗透水压系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921271753.0 (22)申请日 2019.08.07 (73)专利权人 西安建筑科技大学 地址 710055 陕西省西安市雁塔路中段13 号 专利权人 中铁建大桥工程局集团第三工程 有限公司 中铁建大桥工程局集团第二工程 有限公司 (72)发明人 宋战平田小旭张玉伟周冠南 程昀杨腾添华伟雄宗大超 孟庆信林吉星刘乃飞邢亚迁 蓝伟姜程华李晓林董林强 (74)专利代理机构 西安研创天下知识产权代理 事务所(普通合伙) 61239 代理人 郭璐 (51)Int.Cl. G0。

2、1N 3/12(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称 一种用于单轴压缩试验的渗透水压系统 (57)摘要 一种用于单轴压缩试验的渗透水压系统， 本 实用新型涉及试验设备技术领域， 介质压力输出 装置通过管道与四通接头的一号连接口贯通连 接， 压力表通过管道与四通接头的二号连接口贯 通连接， 且该管道上贯通连接有第三阀门； 恒压 力缸通过管道与四通接头的第三连接口贯通连 接， 且该管道上贯通连接有第二阀门； 连接装置 通过管道与四通接头的第四连接口贯通连接， 且 该管道上贯通连接有第一阀门。 其不需要提高比 渗透水压力大的围压， 易于操作， 同时便于岩。

3、石 破坏过程中光、 热特性的实时采集， 实用性更强。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 210533886 U 2020.05.15 CN 210533886 U 1.一种用于单轴压缩试验的渗透水压系统， 其特征在于： 它包含介质压力输出装置 (11)、 四通接头(12)、 第一阀门(13)、 第二阀门(14)、 第三阀门(15)、 恒压力缸(16)、 连接装 置(17)、 压力表(18)； 介质压力输出装置(11)通过管道与四通接头(12)的一号连接口贯通 连接， 压力表(18)通过管道与四通接头(12)的二号连接口贯通连接， 且该管道上贯通连接 有第三阀门(15)； 恒压力缸(1。

4、6)通过管道与四通接头(12)的第三连接口贯通连接， 且该管 道上贯通连接有第二阀门(14)； 连接装置(17)通过管道与四通接头(12)的第四连接口贯通 连接， 且该管道上贯通连接有第一阀门(13)； 上述连接装置(17)由下部连接构件(1)、 上部连接构件(2)、 第一喷嘴(7)、 第二喷嘴(8) 构成； 所述的下部连接构件(1)和上部连接构件(2)均为中空结构， 上部连接构件(2)固定在 下部连接构件(1)的上部， 第一喷嘴(7)密封插接在下部连接构件(1)的侧壁中， 第一喷嘴 (7)的入口端与连接第一阀门(13)的管道的出口端贯通连接， 第一喷嘴(7)的出口端穿过下 部连接构件(1)的。

5、顶壁后与上部连接构件(2)内的中空结构贯通连接， 第二喷嘴(8)密封插 接在上部连接构件(2)的顶壁中， 且其与上部连接构件(2)中的内部空间贯通连接， 第二喷 嘴(8)的出口端插设在设置于上部连接构件(2)上部的待试验试件(10)内。 2.根据权利要求1所述的一种用于单轴压缩试验的渗透水压系统， 其特征在于： 所述的 下部连接构件(1)的侧壁内陷一体成型有第一凹槽(1-1)， 第一喷嘴(7)的出口端插设并螺 纹连接在该第一凹槽(1-1)中， 且两者的接触处嵌设有第一密封层(5)。 3.根据权利要求1所述的一种用于单轴压缩试验的渗透水压系统， 其特征在于： 所述的 下部连接构件(1)的顶壁内陷。

6、一体成型有第二凹槽(1-2)； 所述的上部连接构件(2)的底壁 下凸一体成型有圆形凸起(2-1)， 该圆形凸起(2-1)为中空结构， 且与上部连接构件(2)的内 部空间贯通设置， 圆形凸起(2-1)插设并螺纹连接在上述第二凹槽(1-2)中， 且圆形凸起(2- 1)的外环壁与第二凹槽(1-2)的内环壁之间嵌设有第二密封层(6)； 圆形凸起(2-1)的底壁 下表面与第二凹槽(1-2)的底壁上表面之间嵌设有第二密封圈(4)。 4.根据权利要求1所述的一种用于单轴压缩试验的渗透水压系统， 其特征在于： 所述的 下部连接构件(1)与上部连接构件(2)的连接处设有第一密封圈(3)。 5.根据权利要求1所述。

7、的一种用于单轴压缩试验的渗透水压系统， 其特征在于： 所述的 上部连接构件(2)的上部通过粘结层(9)与待试验试件(10)的底部连接固定。 权利要求书 1/1 页 2 CN 210533886 U 2 一种用于单轴压缩试验的渗透水压系统 技术领域 0001 本实用新型涉及试验设备技术领域， 具体涉及一种用于单轴压缩试验的渗透水压 系统。 背景技术 0002 在当今的土工试验领域， 针对岩石在渗透水压作用下的力学特性研究只能限制于 三轴压缩试验。 而为了施加稳定的渗透水压力， 必须提供一个大于渗透水压力的围压， 这使 得岩石的强度特性与破坏方式， 远远偏离岩石的本征强度和单向压力作用下的破坏形式。

8、， 与此同时由于岩石三轴试验受到金属工作仓的遮挡， 无法对岩石破坏过程中的光、 热特性 进行实时采集， 严重制约了岩石细观分析领域的发展进程。 如何在保留单轴压缩试验系统 的开放性试验环境的基础上， 提供一套稳定且安全的渗透水压力系统成为了现今岩土工程 领域以致土木工程领域的亟待解决的重要问题。 实用新型内容 0003 本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足， 提供一种设计合理的用于单 轴压缩试验的渗透水压系统， 其不需要提高比渗透水压力大的围压， 易于操作， 同时便于岩 石破坏过程中光、 热特性的实时采集， 实用性更强。 0004 为达到上述目的， 本实用新型采用了下列技术方案： 它包。

9、含介质压力输出装置、 四 通接头、 第一阀门、 第二阀门、 第三阀门、 恒压力缸、 连接装置、 压力表； 介质压力输出装置通 过管道与四通接头的一号连接口贯通连接， 压力表通过管道与四通接头的二号连接口贯通 连接， 且该管道上贯通连接有第三阀门； 恒压力缸通过管道与四通接头的第三连接口贯通 连接， 且该管道上贯通连接有第二阀门； 连接装置通过管道与四通接头的第四连接口贯通 连接， 且该管道上贯通连接有第一阀门； 0005 上述连接装置由下部连接构件、 上部连接构件、 第一喷嘴、 第二喷嘴构成； 所述的 下部连接构件和上部连接构件均为中空结构， 上部连接构件固定在下部连接构件的上部， 第一喷嘴密。

10、封插接在下部连接构件的侧壁中， 第一喷嘴的入口端与连接第一阀门的管道的 出口端贯通连接， 第一喷嘴的出口端穿过下部连接构件的顶壁后与上部连接构件内的中空 结构贯通连接， 第二喷嘴密封插接在上部连接构件的顶壁中， 且其与上部连接构件中的内 部空间贯通连接， 第二喷嘴的出口端插设在设置于上部连接构件上部的待试验试件内。 0006 进一步地， 所述的下部连接构件的侧壁内陷一体成型有第一凹槽， 第一喷嘴的出 口端插设并螺纹连接在该第一凹槽中， 且两者的接触处嵌设有第一密封层。 0007 进一步地， 所述的下部连接构件的顶壁内陷一体成型有第二凹槽； 所述的上部连 接构件的底壁下凸一体成型有圆形凸起， 该。

11、圆形凸起为中空结构， 且与上部连接构件的内 部空间贯通设置， 圆形凸起插设并螺纹连接在上述第二凹槽中， 且圆形凸起的外环壁与第 二凹槽的内环壁之间嵌设有第二密封层； 圆形凸起的底壁下表面与第二凹槽的底壁上表面 之间嵌设有第二密封圈。 说明书 1/3 页 3 CN 210533886 U 3 0008 进一步地， 所述的下部连接构件与上部连接构件的连接处设有第一密封圈。 0009 进一步地， 所述的上部连接构件的上部通过粘结层与待试验试件的底部连接固 定。 0010 采用上述结构后， 本实用新型的有益效果是： 本实用新型提供了一种用于单轴压 缩试验的渗透水压系统， 压力流体从待试验试件内部对待试。

12、验试件施加作用力， 避免传统 三轴压缩试验中需要提供一个大于渗透水压力的围压， 其能够在开放的工作环境下试验， 不受金属工作仓的遮挡， 能够实现对岩石破坏过程中的声、 光、 热及变形特性的实时采集， 并且结构简单， 操作方便， 能够有效的推动岩石细观分析领域的发展进程。 0011 附图说明： 0012 图1是本实用新型的结构示意图。 0013 图2是本实用新型中连接装置的结构示意图。 0014 附图标记说明： 0015 下部连接构件1、 第一凹槽1-1、 第二凹槽1-2、 上部连接构件2、 圆形凸起2-1、 第一 密封圈3、 第二密封圈4、 第一密封层5、 第二密封层6、 第一喷嘴7、 第二喷。

13、嘴8、 粘结层9、 待试 验试件10、 介质压力输出装置11、 四通接头12、 第一阀门13、 第二阀门14、 第三阀门15、 恒压 力缸16、 连接装置17、 压力表18。 0016 具体实施方式： 0017 下面将结合本实用新型实施例中的附图， 对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例， 而不是全部的 实施例。 基于本实用新型中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例， 都属于本实用新型保护的范围。 0018 如图1和图2所示， 本具体实施方式采用如下技术方案： 它包含介质压力输出装。

14、置 11、 四通接头12、 第一阀门13、 第二阀门14、 第三阀门15、 恒压力缸16、 连接装置17、 压力表 18； 介质压力输出装置11通过管道与四通接头12的一号连接口贯通连接， 压力表18通过管 道与四通接头12的二号连接口贯通连接， 且该管道上贯通连接有第三阀门15； 恒压力缸16 通过管道与四通接头12的第三连接口贯通连接， 且该管道上贯通连接有第二阀门14； 连接 装置17通过管道与四通接头12的第四连接口贯通连接， 且该管道上贯通连接有第一阀门 13； 0019 上述连接装置17由下部连接构件1、 上部连接构件2、 第一喷嘴7、 第二喷嘴8构成； 所述的下部连接构件1和上部。

15、连接构件2均为中空结构， 上部连接构件2设置在下部连接构 件1的上部， 下部连接构件1的顶壁内陷一体成型有第二凹槽1-2； 所述的上部连接构件2的 底壁下凸一体成型有圆形凸起2-1， 该圆形凸起2-1为中空结构， 且与上部连接构件2的内部 空间贯通设置， 圆形凸起2-1插设并螺纹连接在上述第二凹槽1-2中， 且圆形凸起2-1的外环 壁与第二凹槽1-2的内环壁之间嵌设有第二密封层6 （其材质均为聚四氟乙烯， 宽度为7cm） ； 圆形凸起2-1的底壁下表面与第二凹槽1-2的底壁上表面之间嵌设有第二密封圈4 （其为O型 密封圈， 内径为3mm） ； 下部连接构件1与上部连接构件2的连接处设有第一密封。

16、圈3 （其为硅 胶密封垫圈， 内径为15.8mm， 外径外50mm） ； 下部连接构件1的侧壁内陷一体成型有第一凹槽 1-1， 第一喷嘴7的出口端插设并螺纹连接在该第一凹槽1-1中， 且两者的接触处嵌设有第一 密封层5 （其材质均为聚四氟乙烯， 宽度为7cm） ， 第一喷嘴7的入口端与连接第一阀门13的管 说明书 2/3 页 4 CN 210533886 U 4 道的出口端贯通连接， 第一喷嘴7的出口端穿过下部连接构件1的顶壁后与上部连接构件2 内的中空结构贯通连接， 第二喷嘴8密封插接在上部连接构件2的顶壁中， 且其与上部连接 构件2中的内部空间贯通连接， 第二喷嘴8的出口端插设在设置于上部。

17、连接构件2上部的待 试验试件10内， 该待试验试件10的底部利用粘结层9固定在上部连接构件2的上部 （上述粘 结层9的材质为环氧树脂） 。 0020 本具体实施方式的试验方法如下： 介质压力输出装置11采用的介质为水或气体， 介质压力输出装置11输出的压力介质依次经第一阀门13、 第一喷嘴7、 下部连接构件1、 上部 连接构件2及第二喷嘴8后， 喷射到待试验试件10内， 从而从待试验试件内部对待试验试件 施加作用力， 通过调节第一阀门13的开合度， 控制介质对待试验试件10内部的冲击压力， 实 现单向压缩状态下岩石内流体-力的耦合， 通过控制第一阀门13的开关频率， 控制介质对待 试验时间内部。

18、的冲击频率； 通过调节第一阀门13， 实现不同冲击压力及冲击频率下的流体 冲击劈裂试验， 同时可以实现不同压力环境下的流体冲击劈裂试验， 实现应力-流体压力脉 冲-裂缝扩展之间的耦合。 0021 采用上述结构后， 本具体实施方式的有益效果是： 本具体实施方式提供了一种用 于单轴压缩试验的渗透水压系统， 压力流体从待试验试件内部对待试验试件施加作用力， 避免传统三轴压缩试验中需要提供一个大于渗透水压力的围压， 其能够在开放的工作环境 下试验， 不受金属工作仓的遮挡， 能够实现对岩石破坏过程中的声、 光、 热及变形特性的实 时采集， 并且结构简单， 操作方便， 能够有效的推动岩石细观分析领域的发展进程。 0022 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明， 对于本领域的技术人员来 说， 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进 行等同替换,凡在本实用新型的精神和原则之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应 包含在本实用新型的保护范围之内。 说明书 3/3 页 5 CN 210533886 U 5 图1 说明书附图 1/2 页 6 CN 210533886 U 6 图2 说明书附图 2/2 页 7 CN 210533886 U 7 。