[发明专利]二维岩石试样剪切-渗流耦合测试装置

权利要求书

1.一种二维岩石试样剪切-渗流耦合测试装置，其特征在于，所述二维岩石试样上具有贯穿裂隙；

该二维岩石试样剪切-渗流耦合测试装置包括：

底架(10)，其上方分为进样区域和测试区域，在该进样区域和测试区域之间具有滑轨；

密封机构(20)，用于密封二维岩石试样，其在沿贯穿裂隙的两侧分别开设进水口(23a)和出水口(23b)；

岩石试样底座(30)，其可在所述滑轨上自由滑动，用于将水平放置的二维岩石试样由进样区域运送至测试区域；

纵向加载机构，固定于所述底架(10)的测试区域的上方，其整体为可升降结构；

侧向加载机构，固定于所述底架(10)的测试区域的上方，其整体为可升降结构，并与所述纵向加载机构错开；

其中，在运送二维岩石试样时，所述纵向加载机构和侧向加载机构升起；在二维岩石试样被运送至测试区域后，所述纵向加载机构和侧向加载机构落下，分别对运送至测试区域的二维岩石试样施加纵向和侧向力；

其中，所述侧向加载机构(50)包括：

至少两台第二纵向升降电机(51)，其底部固定于底架(10)上；

反力框架(52)，固定于所述至少两台第二纵向升降电机(51)输出轴的上部；其中，反力框架(52)在该至少两台第二纵向升降电机输出螺纹杆的位置具有螺纹孔，该至少两台第二纵向升降电机的输出螺纹杆穿过反力框架(52)上相应的螺纹孔，在该至少两台第二纵向升降电机被驱动的情况下，其输出螺纹杆推动所述反力框架(52)上升或者下降，在下降状态下，该反力框架(52)将位于测试区域的二维岩石试样嵌合于其中。

2.根据权利要求1所述的二维岩石试样剪切-渗流耦合测试装置，其特征在于，所述二维岩石试样呈方形，所述密封机构(20)包括：

两纵向密封垫(21、22)，分别位于二维岩石试样的上部和下部，实现二维岩石试样的上、下表面的密封；

侧向密封环(23)，呈“回”字形，其从四周将二维岩石试样包围起来，实现二维岩石试样四个侧面的密封；

其中，在所述侧向密封环(23)沿贯穿裂隙的两侧，开有所述进水口(23a)和所述出水口(23b)。

3.根据权利要求2所述的二维岩石试样剪切-渗流耦合测试装置，其特征在于：

所述纵向密封垫(21、22)由透明PVC材质制备；

所述侧向密封环(23)由聚氨酯材料通过注塑工艺制备。

4.根据权利要求1所述的二维岩石试样剪切-渗流耦合测试装置，其特征在于，所述纵向加载机构(40)包括

固定于底架测试区域上方的四根立柱(41)；

固定于所述四根立柱顶部的电机安装板(42)；

固定于所述电机安装板上方，并向下伸出输出螺纹杆的四台第一纵向升降电机(43)；以及

包括相对位置固定的上加载板(44a)和下加载板(44b)的双层加载框架(44)，所述下加载板(44b)的下表面固定有钢化玻璃板(45)；

其中，上加载板(44a)的四个边角位置开设有滑动孔，四根立柱穿过四个滑动孔，对该上加载板(44a)的上下滑动提供限位，上加载板(44a)在所述四台第一纵向升降电机的输出螺纹杆的对应位置开设有螺纹孔，所述四台第一纵向升降电机的输出螺纹杆螺入对应的螺纹孔内，在所述四台第一纵向升降电机被驱动的情况下，四根输出螺纹杆推动双层加载框架向下滑动，由所述钢化玻璃板(45)压住下方的二维岩石试样。

5.根据权利要求2所述的二维岩石试样剪切-渗流耦合测试装置，其特征在于，所述侧向加载机构(50)还包括：

挤压力施力机构(53)，安装于所述反力框架(52)上垂直于贯穿裂隙的侧面，其向二维岩石试样施加水平方向的挤压力，该挤压力的反力由反力框架相对的另一侧提供，从而对二维岩石试样进行挤压；以及

剪切力施力机构(54)，安装于反力框架上平行于贯穿裂隙的侧面，其通过头部的第一压板(54a)向二维岩石试样位于贯穿裂隙一侧部分的施加推力，对二维岩石试样贯穿裂隙另一侧部分由固定于反力框架相对另一面的第二压板(54b)提供，从而对二维岩石试样进行剪切。