[发明专利]一种模拟库岸边坡消落带浸泡‑风干岩循环作用试验仪

说明书

技术领域

本发明涉及岩石力学试验领域中的水-岩作用试验装置，可用来研究库岸边坡消落带岩体在浸泡-风干循环条件下、不同水压力条件下、以及不同温度条件下的损伤劣化效应和劣化机理。

背景技术

大量岩土工程问题需要了解水-岩作用的特性。库岸边坡由于库水位的变化，水-岩作用是在浸泡-风干循环环境以及一定的水压力条件下进行的，水-岩相互作用将受浸泡-风干循环、水压力以及水温影响，水-岩作用下库岸边坡岩体的物理力学特性劣化规律将直接影响库岸边坡的安全。目前，对水-岩作用的研究着重于不同含水状态或者短期、长期的浸泡，很少考虑浸泡-风干的循环过程，也没有较好的考虑浸泡时水压力的变化，缺少一种仪器可较好模拟库岸边坡消落带岩体的实际赋存环境。

发明内容

本发明的目的是要提供一种能够模拟库岸边坡消落带浸泡-风干循环过程和水压力升降变化的水-岩作用试验仪。

本发明的目的是这样实现的：一种模拟库岸边坡消落带浸泡-风干循环作用试验装置包括试验仪壳体，壳体上部设有盖板，下部设有底座，在壳体内设有金属透水板试样托架，由空心带孔钢管通过轴承支承金属透水板试样托架，盖板上设有进水管，放气螺栓和取样口，压力气囊置于壳体内，压力气囊与气囊进气阀连接;

壳体内的空心带孔钢管由空心支座支承；空心支座内部为空心的，且两侧设各空心隔层，并且空心支座顶部具有孔洞；

在空心支座内固定有加热棒和温度传感器，并且在空心支座下端设有通风口和排出余量水兼取水样口，并在通风口处设置鼓风机。

进一步讲，在盖板和底座之间设有由加固螺栓固定的加固杆，并且在盖板和壳体之间、底座与壳体之间均设置有垫圈。

进一步讲，水循环控制系统包括进水管、进水阀门、水泵、出水管、出水阀门以及水箱控制阀和水箱，水箱通过出水管与壳体底部连通，在出水管上设有出水阀，水箱通过进水管与壳体上部连通，在进水管上设有进水阀门，水泵将水箱内的水抽入进水管中。

进一步讲，壳体上还设有套在钢管上的隔气套，所述隔气套一端设在壳体内、另一端设在壳体外，设在壳体外的端头上设有盖板，设在壳体内的隔气套上设有多个通气孔。

进一步讲，温度传感器与电源串联，并且由温控开关控制加热棒工作。

进一步讲，压力气囊为中空环状结构。

进一步讲，储气瓶与压力表之间设有放气阀，气压调节阀与压力表连接，气压调节阀通过连接管与气囊进气阀连接，由此共同组成压力控制系统。

进一步讲，试样托架由两块有高差的可以自由转动的半圆形金属透水板组成，并且在两块半圆形金属透水板的交界处分别设有限位立柱和孔洞。

还可以，钢管外表面与隔气套内表面之间设有填充物。

还可以，填充物为砂、石或是泥土。

本发明提供模拟库岸边坡消落带浸泡-风干水-岩循环作用试验仪，该仪器的压力室的水压力由外接压力控制器进行控制，可以实现模拟岩石和水在不同水压力条件下的相互作用；同时试验仪设置有动、静水循环控制装置，通过水箱分别与水泵及盖板和底座的连接，模拟库水的扰动；设置取水样口，可以方便获取水样，以便进行水溶液分析；另外，试验仪设置有干、湿循环控制装置，模拟库岸库水上升下降的影响。

本发明还具有结构简单、易操作、安全可靠的特点：可以模拟在库水压力反复作用及温度作用下岩石的溶解特性，为研究大型水库库岸再造机理提供了试验平台；同时还可以模拟岩石在动水压力状态下的崩解过程，配合岩石力学损伤试验研究，进一步明确在动水压条件下岩石力学损伤机理，为库岸防护以及地质预测预报提供可靠的试验数据。

本发明的设计思路如下：考虑到容量及可操作性的要求，将仪器设计为直径一米、高一米的圆柱体；透明壳体方便观察仪器内试验情况；上部取样盖避免了拆卸整个盖板的情况，考虑到进排水情况，分别在盖板与底座设有排气孔、进水管与出水管；试样托盘设计为金属透水板，利于试样与水或空气的接触，同时每层试样托盘设计为有高差的两片半圆形板，便于叠起后取下层试样，另外对应位置设有限位立柱与孔洞，便于进行固定防止滑移打翻试样；支承托盘的中柱由空心带孔钢管构成，与底座中心处的方盒空心支座连接，提高风干效率；仪器底部采用滚轮，方便仪器的搬运与移动。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明模拟库岸边坡消落带浸泡-风干循环作用试验装置的结构示意图。

图2为图1的俯视图。