專利名稱：一種巖石力學(xué)試驗的多功能壓力室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于巖石力學(xué)試驗儀器領(lǐng)域，特別涉及一種巖石力學(xué)試驗的多功能壓力室，適用于需用水提供圍壓或需用不與巖石作用的液體提供圍壓的巖石單軸或三軸試驗中，可對試件進行邊浸泡邊加載邊觀測。
背景技術(shù)：
建筑、交通、水利等土木工程領(lǐng)域常涉及巖石與水的相互作用問題。 一些巖體在天然狀態(tài)下力學(xué)性能良好，但遇水后其力學(xué)性質(zhì)往往發(fā)生改變。巖石與水相互作用時，在圍壓的作用下，其表面會產(chǎn)生微裂紋，隨著水巖的不斷作用，微裂紋不斷擴展、延伸、匯合，巖石的強度也就不斷的降低，最終由于裂隙的貫通而導(dǎo)致巖石的破壞。由此可見，在水巖相互作用下，微裂紋的擴展、延伸、匯合過程就對應(yīng)著巖石的破壞過程，所以通過開展水巖作用下的巖石力學(xué)試驗，對巖石試件在浸泡的同時邊加載邊觀測是十分必要的。開展這樣的巖石力學(xué)試驗必然需要一種壓力室裝置來放置試件，可以在試件與水相互作用的條件下提供圍壓，可以提供觀測窗口在加載的條件下對試件進行觀測。
現(xiàn)有的研究水巖相互作用的力學(xué)試驗裝置中，壓力室可以用水提供圍壓，可以對試件進行邊加載邊觀測，但其主要不足包括現(xiàn)有壓力室可以在承壓缸體側(cè)面開窗觀測，但透明窗的材料能夠承受的圍壓較小，有時不能夠滿足力學(xué)試驗的要求?，F(xiàn)有的壓力室取放 試件時需要將透明窗和承壓缸體進行分離，十分不便。并且開展巖 石力學(xué)試驗，有時需要巖石和水相互作用的環(huán)境，而有時則希望提 供圍壓的液體是不與巖石作用的其它液體，得到另外的巖石力學(xué)參 數(shù)。但現(xiàn)有的壓力室只能夠用一種液體提供圍壓，不能滿足一般巖 石力學(xué)試驗的多種需要。
因此，發(fā)明一種巖石力學(xué)試驗的多功能壓力室，可以用水提供 圍壓，也可以用其它不與巖石作用的液體提供圍壓，能夠承受巖石 力學(xué)試驗所需的較大圍壓，并能使試件在浸泡的同時對試件進行邊 加載邊觀測，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前巖石力學(xué)試驗的多種需要，提出了一 種巖石力學(xué)試驗的多功能壓力室，它可在用水或其它不與巖石作用 的液體提供圍壓的方式下使試件在浸泡的同時對試件進行邊加載邊
為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種巖石力學(xué)試驗的多功能 壓力室，它由固定螺栓、承壓缸體、密封窗、透明窗口、底座、水 循環(huán)系統(tǒng)、不與巖石作用的其它液體循環(huán)系統(tǒng)組成。承壓缸體一側(cè) 開有透明窗口用于顯微觀測，透明窗口外有密封窗固定在外，起到 加固的作用，使透明窗口能夠承受巖石力學(xué)試驗所需要的較大的圍 壓。底座側(cè)面有四個窗口，分別是水循環(huán)系統(tǒng)、不與巖石作用的其 它液體循環(huán)系統(tǒng)的進出口 ，保證本多功能壓力室可以用水也可用其 它不與巖石相互作用的液體提供圍壓，滿足巖石力學(xué)試驗的多方面需要。通過固定螺栓可將承壓缸體和底座固定。承壓缸體和底座可 以自由分離，試件不再需要從側(cè)面透明窗口處取放，可從軸向取放， 使透明窗口和承壓缸體真正成為一個整體，承壓缸體能夠承受較大 的圍壓。
本發(fā)明在巖石力學(xué)試驗中的應(yīng)用
1、 打開頂端的固定螺栓，將承壓缸體取下，把巖石試驗放于底 座上，夾好，將承壓缸體放回，重新固定螺栓。
2、 將本發(fā)明置于巖石力學(xué)試驗的加載試驗臺上。
3、 選擇需要提供圍壓的液體，利用伺服系統(tǒng)將液體注入，并控 制圍壓的大小。
4、 不同大小的圍壓、不同液體提供圍壓及不同荷載共同作用下， 巖石試件的破壞過程破壞方式也會有所不同。本裝置的目的就是為 了巖石力學(xué)試驗提供一種可在用水或其它不與巖石作用的液體提供 圍壓的方式下使試件在浸泡的同時對試件進行邊加載邊觀測的多功 能壓力室。
本發(fā)明的優(yōu)點
(1) 結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉；
(2) 壓力室的安裝十分容易；
(3) 透明窗口外有密封窗加固，能承受巖石力學(xué)試驗要求的較 大的圍壓；
(4 )可以提供巖石試件表面的裂紋擴展過程的多方位觀測； (5)具有同步工作的能力，使試件在浸泡的同時可以邊加載邊(6) 多用途，不僅可以選擇用水提供圍壓，提供水與巖石相互 作用的環(huán)境，而且可以選擇使用不與巖石作用的其它液體提供圍壓， 滿足多種需要；
(7) 試件可軸向取放，使透明窗口和承壓缸體結(jié)合成整體，可 以承受較大的圍壓。


圖1是壓力室的空間結(jié)構(gòu)圖及中間橫切圖 其中1——固定螺栓
2——承壓缸體
3——密封窗
4——透明窗口
5——底座
6——水循環(huán)系統(tǒng)
7——不與巖石作用的其它液體循環(huán)系統(tǒng)
8——^件
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的使用方式。
如圖1所示，本發(fā)明的一種巖石力學(xué)試驗的多功能壓力室由固 定螺栓l、承壓缸體2、密封窗3、透明窗口4、底座5、水循環(huán)系統(tǒng) 6、不與巖石作用的其它液體循環(huán)系統(tǒng)7組成。承壓缸體2—側(cè)開有 透明窗口 4用于顯微觀測，透明窗口 4外有密封窗3固定在外。底 座5側(cè)面有四個窗口，分別是水循環(huán)系統(tǒng)6、不與巖石作用的其它液 體循環(huán)系統(tǒng)7的進出口 。通過固定螺栓1將承壓缸體2和底座5固定。承壓缸體2和底座5可以自由分離，試件8不再需要從側(cè)面透 明窗口處取放，可從軸向取放。打開頂端的固定螺栓l，將承壓缸體 2取下，把巖石試件8放于底座上，夾好，將承壓缸體2放回，重新 固定螺栓1，則壓力室準(zhǔn)備完畢。將裝配好的壓力室置于巖石力學(xué)試 驗的加載試驗臺上。選擇需要提供圍壓的液體，利用伺服系統(tǒng)將液 體注入，并控制圍壓的大小進行試驗。
權(quán)利要求
1、一種巖石力學(xué)試驗的多功能壓力室，其特征在于該裝置由固定螺栓、承壓缸體、密封窗、透明窗口、底座、水循環(huán)系統(tǒng)、不與巖石作用的其它液體循環(huán)系統(tǒng)組成。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖石力學(xué)試驗的多功能壓力室， 其特征在于所述承壓缸體一側(cè)開有透明窗口用于顯微觀測，透明窗 口外有密封窗固定在外，共同構(gòu)成能夠承受較大圍壓的結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖石力學(xué)試驗的多功能壓力室， 其特征在于所述底座側(cè)面有四個窗口，分別是水循環(huán)系統(tǒng)、不與巖 石作用的其它液體循環(huán)系統(tǒng)的進出口 ，兩套循環(huán)系統(tǒng)分別接水和另 一種不與巖石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的液體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種巖石力學(xué)試驗的多功能壓力 室，其特征在于所述承壓缸體和底座可以自由分離，試樣不再需要 從側(cè)面透明窗口處取放，可直接從軸向取放，使透明窗口和承壓缸 體成為一個能夠承受較大的圍壓的結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種巖石力學(xué)試驗的多功能壓力室，它由固定螺栓1、承壓缸體2、密封窗3、透明窗口4、底座5、水循環(huán)系統(tǒng)6、不與巖石作用的其它液體循環(huán)系統(tǒng)7組成。其特征是承壓缸體2一側(cè)開有透明窗口4用于顯微觀測，透明窗口4外有密封窗3固定在外。底座5側(cè)面有四個窗口，分別是水循環(huán)系統(tǒng)6、不與巖石作用的其它液體循環(huán)系統(tǒng)7的進出口。主要優(yōu)點是可對巖石試件邊浸泡邊加載邊觀測，具有多種功能，既能用水也可用其它不與巖石作用的液體提供圍壓，提高了能提供的圍壓范圍，并且取放試樣不需要移動透明窗口。
文檔編號G01N33/24GK101464451SQ20091003662
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者動 劉, 周翠英, 磊 張, 朱鳳賢, 煒 黃 申請人:中山大學(xué)