[实用新型]一种适用于泥岩干湿循环试验和三轴试验的一体机

说明书

本实用新型提供一种适用于泥岩干湿循环试验和三轴试验的一体机，包括基座，基座上固定两立柱和反力厚壁，反力厚壁内侧安放环状油压囊且厚壁内安装油压传感器，油压囊环绕圆柱状泥岩试样，基座上固定底部压力轴，底部压力轴上端连接底部轴向压板，泥岩试样支撑于底部轴向压板，泥岩试样上端被顶部轴向压板覆盖，顶部轴向压板上部连接顶部压力轴下端，顶部压力轴上端连接升降台，升降台架于升降机上，所述顶部压力轴上安装有压力传感器，载台底端装有位移传感器，烘箱内设有电热管，一体机还包括压力水管、计算机和CT扫描仪，压力水管接入油压囊和泥岩试样间隙。本实用新型可在真实应力条件下进行干湿循环崩解及三轴试验，揭示泥岩的力学响应。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种适用于泥岩干湿循环试验和三轴试验的一体机。

背景技术

在干湿循环条件下，泥岩通常表现出明显的遇水崩解、溶蚀、泥化、失水干裂等特性，极易引发相应的工程问题，因而引起人们的广泛关注。泥岩干湿循环崩解试验研究已经较为普遍，国内外不少学者均开展过相关研究，不仅从宏观和微观层面揭示了泥岩崩解机理，还提出系列量化指标用于定量表征泥岩崩解机制及崩解程度，服务工程实践。目前该类试验的操作方法存在一个共同特点，即首先将泥岩切割成块状，然后在无侧限压力下进行干湿循环。

然而，纵观三峡库区巴东段的红层泥岩岸坡失稳事件可以发现，泥岩库岸经受库水位周期性升降而长期处于干湿循环状态，崩解、泥化等现象十分突出，由于原生裂隙的存在，干湿循环可逐步向纵深方向发展，导致表层以下的泥质岩亦遭受崩解软化，并最终可在重力及外部环境作用下形成深部软弱面从而诱发库岸滑坡。表明库岸泥岩的干湿循环过程并非完全是在无侧限压力条件下进行的。尤其就泥岩库岸滑坡来看，其滑带、滑床部位的岩体必然是在原有地应力条件下经历周期性干湿循环，并逐步发生弱化，从而构成库岸边坡独特的演化过程机制。显然，现有的无侧限干湿循环崩解试验方法已经难以符合库岸泥岩的真实力学条件。

此外，研究泥岩在干湿循环过程中的力学特性变化也是十分关键，可有助于全面掌握水库泥岩岸坡在原有应力条件及干湿循环条件下的力学响应，指导灾害防治工作。目前来说，三轴试验是研究岩石力学特性的比较可靠和成熟的试验方法，然而这项试验技术并没有很好地与泥岩干湿循环试样有机结合为同一套试验体系。

因此，基于上述两点不足，本实用新型意图在实现泥岩试样干湿循环的基础上，设计出一种适用于泥岩干湿循环试验和三轴试验的一体机，以弥补以往试验方法的不足。

实用新型内容

本实用新型提供了一种适用于泥岩干湿循环试验和三轴试验的一体机，该装备不仅可为泥岩试验提供真实应力下的干湿循环条件，还可实现泥岩干湿循环过程的三轴试验。该装备同时配备CT扫描仪，可对干湿循环过程中岩样的各断面进行实时扫描，记录各循环次数下岩样的崩解碎裂状况，分析试样粒径级配，亦可在三轴试验时探测岩样内部裂纹的扩展规律。此外，该设备还配套了计算机伺服控制系统，能够通过调控液压升降台和油泵实时地调节施加给试验样的三轴压力和加载速率，计算机亦可发出指令调控水泵进水，调节电热管温度，以及操控CT扫描仪。设备同时满足低成本，便捷高效，可研性强等经济和技术要求。