[实用新型]渗流试验剪切盒和拉压环剪渗流试验装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及力学试验装置技术领域，具体而言，涉及一种渗流试验剪切盒和拉压环剪渗流试验装置。

背景技术

岩石的抗剪强度是评价岩石力学性质的重要指标之一，准确的获取强度参数对岩体工程具有重要的实际意义。现阶段，岩石抗剪强度主要通过室内试验获取，主要试验类型有：常规三轴试验、直接剪切试验及楔形剪切试验等。

在各类岩体工程的建设和运营过程中，特别是在深部高地应力和强渗透水压环境下，开挖造成应力集中、卸荷、渗流等因素的影响下，岩体中原有的微裂纹发育扩展成宏观裂纹、裂缝造成岩体开裂甚至破碎，破碎岩体裂隙的渗透率要远比孔隙的渗透率高，从而造成岩体工程渗流突变而引发重大灾害事故，如煤矿巷道岩爆与突涌水事故等。因此，对岩体裂隙渗流特性的研究具有重要而深远的意义。

分析现有的剪切盒，大多只能进行沿剪切面方向的渗流试验，渗流通道单一，不能准确反映岩石的剪切面的渗流特性，导致渗流特性并不完整，可靠性过低。

有鉴于此，设计制造出一种渗流试验剪切盒，可实现多种试验路径下的渗流，丰富、完善对剪切面的渗流特性研究，是目前力学试验装置技术领域中急需改善的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种渗流试验剪切盒，可用于岩石的径向和环向渗流试验。该渗流试验剪切盒通过采用环形试样，可实现多种试验路径下的渗流，丰富、完善对剪切面的渗流特性研究。对准确获取岩石抗剪强度、残余强度及变形，改进和完善岩石的本构关系，具有重要意义。

本实用新型的目的还在于提供一种拉压环剪渗流试验装置，包括拉压环剪试验仪和上述的渗流试验剪切盒，该拉压环剪渗流试验装置控制精准，误差小，可以施加轴向拉、压力，实现岩石拉、压、环剪、渗流及相互耦合的试验，功能完善。

本实用新型改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本实用新型提供的一种渗流试验剪切盒，所述渗流试验剪切盒包括上剪切盒、下剪切盒和密封套筒。所述上剪切盒开设有第一凹槽，所述下剪切盒开设有第二凹槽，所述第一凹槽用于固定连接试样的一端，所述第二凹槽用于固定连接所述试样的另一端。所述密封套筒套设于所述上剪切盒与所述下剪切盒的连接处，用于密封所述试验。所述渗流试验剪切盒内设有径向渗流结构和环向渗流结构，分别用于对所述试样执行径向和环向渗流试验。

进一步地，所述径向渗流结构包括内压流道，所述内压流道包括第一进水通道和第一排气通道；所述第一进水通道设于所述下剪切盒上，所述第一排气通道设于所述上剪切盒上，所述第一进水通道和第一排气通道通过所述上剪切盒与所述下剪切盒之间的空腔连通。

进一步地，所述径向渗流结构还包括外压流道，所述外压流道包括第二进水通道和第二排气通道；所述第二进水通道设于所述下剪切盒上，所述第二排气通道设于所述上剪切盒上，所述第二进水通道和第二排气通道用于向所述密封套筒内施加水压。

进一步地，所述第一排气通道和所述第二排气通道均设有第一开关阀，用于控制所述第一排气通道和所述第二排气通道的连通和关闭。

进一步地，所述下剪切盒与所述密封套筒通过螺栓固定连接。

进一步地，所述上剪切盒与所述密封套筒之间设有密封圈，所述下剪切盒与所述密封套筒之间设有密封圈，以提高所述密封套筒的密封性。

进一步地，所述环向渗流结构包括第三进水通道和第三排水通道；所述第三进水通道设于所述下剪切盒，所述第三排水通道设于所述上剪切盒，所述试样上开设有连通所述第三进水通道与所述第三排水通道的孔道，所述孔道、所述第三进水通道与所述第三排水通道形成环向渗流通道。

进一步地，所述试样与所述上剪切盒的空隙处涂设有硅胶，所述试样与所述下剪切盒的空隙处涂设有硅胶。

进一步地，所述上剪切盒或所述下剪切盒上设有水压传感器，用于检测渗流通道内的压力。

本实用新型提供的一种拉压环剪渗流试验装置，包括拉压环剪试验仪和上述的渗流试验剪切盒，所述渗流试验剪切盒上开设有多个螺栓孔，所述渗流试验剪切盒通过所述螺栓孔安装于所述拉压环剪试验仪上，用于分析试样的渗流特性。

本实用新型提供的渗流试验剪切盒和拉压环剪试验装置具有以下几个方面的有益效果：

本实用新型提供的渗流试验剪切盒，通过设置径向和环向渗流结构，可以执行试验的径向和环向渗流试验。该渗流试验剪切盒结构简单、操控方便，可实现多种试验路径下的渗流，丰富、完善了对剪切面的渗流特性研究，对研究岩石的各项力学性能具有重要意义。