[发明专利]一种自膨胀加、卸载装置及方法

说明书

本发明公开了一种自膨胀加、卸载装置及方法，它包括带有隔层的长方体容器；所述长方体容器包括底部木板，所述底部木板的顶部通过竖向木板和侧向木板拼装围成长方体结构；所述底部木板上加工有多条槽口，所述槽口上限位安装有隔板，并将长方体结构分隔成加载隔层、卸载隔层和岩样隔层。通过膨胀剂含量的不同模拟加载力的不同，通过卸压阀和压力表，控制不同卸载力大小，配合CT扫描可实时监测，在加、卸载各个阶段受力情况下的岩石内部损伤变化，为以后工程实践应用中对不同地应力作用造成的岩石损伤变化提供了简单实用的方法。

技术领域

本发明涉及一种既可以在实验室试验又可以在无电无力的野外施工的一种设备，尤其涉及一种应用于CT扫描的自膨胀加、卸载装置及方法。

背景技术

现有的加载设备如重力加载荷载量不能很大，操作笨重而费工；液压加载的投资大，维护费用较高，使用受到一定限制；气压模拟加载中岩样内表面无法直接观测；电磁加载的激振力不大等，均不能很好的适用于岩石内部损伤变化的检测。且现有的CT扫描需要解除附在岩样上的约束否则会产生伪影。现在还没有既不会产生伪影又不需要解除约束的加载设备出现。

发明内容

本发明所要解决的一种技术问题是应用于CT扫描的自膨胀加、卸载装置及方法，通过膨胀剂含量的不同模拟加载力的不同，通过卸压阀和压力表，控制不同卸载力大小，配合CT扫描可实时监测，在加、卸载各个阶段受力情况下的岩石内部损伤变化，为以后工程实践应用中对不同地应力作用造成的岩石损伤变化提供了简单实用的方法。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种自膨胀加、卸载装置，它包括带有隔层的长方体容器；所述长方体容器包括底部木板，所述底部木板的顶部通过竖向木板和侧向木板拼装围成长方体结构；所述底部木板上加工有多条槽口，所述槽口上限位安装有隔板，并将长方体结构分隔成加载隔层、卸载隔层和岩样隔层。

所述隔板与侧向木板相配合的位置加工有槽口，在隔板与槽口相配合的位置涂抹有硅酮密封胶。

所述竖向木板和侧向木板之间通过榫卯连接结构相连。

所述底部木板、竖向木板和侧向木板都采用木板材料，并做防腐处理，在木板的外表面都采用多层碳纤维布配合AB胶将其包裹。

所述隔板采用木板或PVC板，在隔板的外部包裹有碳纤维布。

所述隔板上设置有隔热层，在隔热层内部和隔板之间设置有压力传感器，所述隔热层、压力传感器和隔板整体包裹在碳纤维布中。

所述加载隔层共有多个，在加载隔层上安装有水阀，所述水阀与加载隔层连接处涂抹有硅酮密封胶，在水阀的出水口管上设置有阀芯，在水阀的出水口内部设置了控制其封闭的水阀开关，在水阀的出水口末端设置有出水口封闭片；所述水阀内部配置流量计和电磁阀，所述流量计和电磁阀与单片机控制器相连，并控制水量进入的多少。

所述加载隔层内分别装载了掺有不同膨胀剂含量的膨胀水泥。

所述卸载隔层内部安装有卸压阀和压力表，通过卸载隔层的卸压阀和压力表，来控制卸载力大小，并以此观察岩样卸力后内部的损伤变化，且隔层与其接口处用硅酮密封胶封严保证其气密性。

采用任意一项所述自膨胀加、卸载装置的操作方法，包括以下步骤：

1）制作带有槽口的底部木板和侧向木板、并制作竖向木板，然后将其通过榫卯连接结构拼接成木制长方体容器；

2）将隔板采用碳纤维布进行包裹，并在其内部设置隔热层和压力传感器，并将其与底部木板上的槽口对接，形成多个加载隔层以及卸载隔层和岩样隔层；

3）在加载隔层内部放入已掺入膨胀剂的水泥，在卸载隔层内部放入液压油或水，在岩样隔层内部放入岩样；