本實用新型專利技術公開了一種用于監測巖石破壞多元前兆信息的壓力室試驗裝置，包括壓力室，壓力室進行防滲漏密封設計；壓力室與上壓盤傳力柱系統相連，壓力室內設有試樣和監測元件，監測元件連接壓力室外的數據收集設備，壓力室內的試樣與上壓盤傳力柱系統相接，上壓盤傳力柱系統與壓力室的頂蓋相連；試樣的底部連接有壓水管；壓力室底部為基座，基座內設有圍壓水進水管道連通至壓力室室體。本實用新型專利技術解決了巖石在圍壓與水壓共同作用下室內試驗壓力室的問題，實現了巖石破壞全過程的可視化。同時將滲壓、聲發射和電阻率傳感器布設在試樣上，監測巖石在水壓與圍壓作用下破壞前兆信息的演化規律，實現了在水壓作用下巖石破壞多元前兆信息的監測。
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及本技術涉及一種室內試驗壓力室裝置，尤其是一種用于監測在水壓作用下巖石破壞多元前兆信息的壓力室試驗裝置。
技術介紹
隨著我國隧道及地下工程的飛速發展，隧道及地下工程的規模不斷擴大，埋深不斷增加，越來越多的工程轉移到西南巖溶山區。受地下水體及巖溶影響，隧道發生突水突泥事故不斷增加，因而造成大量的人員傷亡與財產損失。大量的工程案例表明，在突水突泥等地質災害發生前一定會表現出各種不同的前兆信息，通過對前兆信息的準確捕捉與辨識，充分掌握前兆信息的演化規律，可以有效預報災害的發生，避免人員傷亡和財產損失。其中，通過室內試驗對在水壓作用下巖石破壞多元前兆信息的監測研宄為研宄工程中發生突涌災害提供理論基礎。室內試驗是進行精細化測試的有效手段，通過研宄實際工程中急需解決的關鍵問題與理論假設，得到研宄對象內涵的演化規律來指導施工。傳統的巖石破壞信息監測難以滿足工程項目在復雜地質條件下的研宄要求，監測項目單一，無法同時實現單軸、三軸(σ2=σ3)受力狀態；同時，未研宄巖石在受高地應力及高水壓雙重作用下發生破壞所釋放的前兆信息；缺乏對試樣內部滲壓的精確測試。
技術實現思路
本技術的目的是為克服上述現有技術的不足，提供了在水壓作用下巖石破壞多元前兆信息監測室內試驗的壓力室裝置，該裝置集聲發射、電阻率和滲壓監測為一體縮短了試驗時間，加強了試驗過程中數據采集的精確性；同時滿足了試樣在單軸與三軸(σ2=σ3)受力條件下的試驗研宄；設計了適用于本試驗壓力室的試樣規格，有利于營造高壓水對巖石試樣的作用；試樣實現了試樣與圍壓水、壓力室與外界的密封性，真實模擬了在底部水壓力作用下巖石破壞的全過程。為實現上述目的，本技術采用下述技術方案:一種用于監測巖石破壞多元前兆信息的壓力室試驗裝置，包括壓力室，壓力室進行防滲漏密封設計；所述壓力室與上壓盤傳力柱系統相連，所述壓力室內設有試樣和監測元件，所述監測元件連接壓力室外的數據收集設備，所述壓力室內的試樣與上壓盤傳力柱系統相接，所述上壓盤傳力柱系統與壓力室的頂蓋相連，連接處設有密封元件；所述試樣的底部連接有壓水管，連接處設有密封元件；所述壓力室底部為基座，所述基座內設有圍壓水進水管連通至壓力室室體，所述基座的另一側設有數據收集孔，所述監測元件通過數據收集孔進行采集信息的收集與分析。所述壓力室為透明壓力室，由鋼化玻璃材料制成，厚度為20mm，強度和剛度較大，透明可視。所述壓力室的頂蓋和基座設有凹槽與壓力室的室體進行咬合拼接，凹槽拼接位置設置高強防水粘性物質，增強了壓力室的密封性。所述試樣為圓柱體，試樣的底部鉆孔，鉆孔的尺寸不同，以此模擬在不同注水量作用下巖石試樣的破裂情況，采集不同注水量條件下巖樣破裂多場信息。所述監測元件包括聲發射傳感器、電阻率傳感器和滲壓傳感器，所述聲發射傳感器和電阻率傳感器設置在試樣側壁上，并做好防水防爆措施；所述滲壓傳感器設于試樣的內部。所述滲壓傳感器采用微型滲壓傳感器，保證巖石試樣的結構完整性。所述數據收集孔處采用高強防水粘性物質粘接，進行密封。所述試樣外壁上包裹有熱縮管，以此隔絕圍壓介質入滲，影響試驗效果。所述壓力室的頂部設有排氣閥。排氣閥在進行三軸(σ2=σ3)試驗前排盡壓力室內空氣，在進行三軸試驗時關閉排氣閥。本技術的壓力室試驗裝置可實現單軸和三軸(O2= σ 3)試驗，單軸試驗過程中關閉圍壓水進水孔，試樣不存在水的圍壓作用。三軸(σ2= σ 3)條件下的圍壓水，在基座處留存圍壓水的進水管，進水管與基座采用高強防水玻璃膠進行防滲漏密封處理。本技術的壓力室試驗裝置解決了巖石在圍壓與水壓共同作用下室內試驗壓力室的問題，實現了巖石破壞全過程的可視化。同時將滲壓、聲發射和電阻率傳感器布設在試樣上，監測巖石在水壓與圍壓作用下破壞前兆信息的演化規律，實現了在水壓作用下巖石破壞多元前兆信息的監測。試驗過程更加真實可信，試驗結果與實際工程更加接近。具有以下優點:1、壓力室選用高強度的透明材料，能夠增強試驗過程的可視化，實現試驗過程的直觀觀測，有利于提高試驗過程的準確性，保證試驗結果的精確度；2、壓力室選用剛度較大的鋼化玻璃材料，采用高強防水玻璃膠粘接，能夠保證壓力室的密封性；3、試驗系統合理設計多種防水密封手段，根據裝置性能，在不同部位充分發揮各種防水材料的優勢；尤其根據密封要求，設計了應用于反復伸縮位置的滑動密封方法，能夠保證壓力室使用過程的密封性；4、采用高強防水玻璃膠粘接，將安裝好的進水孔與數據收集孔進行密封，用料簡單、方法實用，降低了生產成本。5、整個壓力室的構造清晰，整體質量較輕，減少了設備在移動過程中的難度。【附圖說明】圖1為本技術的壓力室實驗裝置的結構示意圖；圖2為試樣的縱剖面示意圖；圖3a為橫截面為1mmX 1mm的試樣的橫剖面不意圖；圖3b為橫截面為1mmX 15mm的試樣的橫剖面示意圖；圖3c為橫截面為1mmX20mm的試樣的橫剖面不意圖；圖中，1.上壓盤傳力柱系統；2.排氣閥；3.0型密封圈；4.壓力室頂蓋；5.鋼化玻璃；6.滲壓傳感器；7.電阻率傳感器；8.聲發射傳感器；9.有壓水管；10.圍壓水進水孔；11.數據收集孔；12.壓力室底部基座；13.熱縮管#為試樣。【具體實施方式】下面結合附圖和實施例對本技術進一步說明。如圖1所示，用于監測在水壓作用下巖石破壞多元前兆信息的壓力室試驗裝置，包括透明的壓力室，壓力室包括壓力室頂蓋4、鋼化玻璃5、基座12，壓力室采用高強防水玻璃膠粘接；上壓盤I與壓力室頂蓋4相連，二者采用O型密封圈進行滑動式密封處理；上壓盤I與試樣A相接，試樣A頂部與底部涂抹部分黃油；試樣A的底部采用O型密封圈進行密封，防止有壓水滲漏，圍壓水通過圍壓水進水孔10進入壓力室；聲發射傳感器8、電阻率傳感器7和滲壓傳感器6分別布設到試樣A中，前兆信息采集數據線通過數據收集孔11連接外部設備；有壓水管9連接基座12處的接頭，提供高壓水。試樣在進行單軸壓縮試驗時關閉圍壓水進水孔10，進行三軸(O2= σ 3)試驗時，試樣A采用熱縮管13進行防水，注水時打開排氣閥2，當注滿時關閉排氣閥2。滲壓傳感器6、電阻率傳感器7、聲發射傳感器8分別采用埋入和粘黏的方式，布設在試樣A中。透明壓力室，采用鋼化玻璃材料制成，厚度為20mm，強度和剛度較大，透明可視。如圖2-圖3c所示，試樣為圓柱體，尺寸為0 50mmX100mm，底部鉆孔，孔深60mm，孔的橫截面積(長和寬)尺寸分為10mmX 10mm、10mmX 1 5mm、10mmX20mmn進行單軸壓縮試驗時，首先進行試樣的安放，試樣頂部和底部涂抹少量黃油，以減小端部摩擦，將監測元件按試驗要求進行布設，并從數據收集孔處將數據線引出，然后采用高強防水玻璃膠粘接，進行密封；穿過傳力柱上壓盤，沿凹槽安放透明壓力室，并采用高強防水玻璃膠粘接，最后完成室內試驗壓力室的安裝，接入有壓水管深入試樣內部，同時圍壓水進水管處于關閉狀態。三軸(σ2= ο 3)試驗只需接入圍壓水，打開圍壓水的進水管，構造試樣的圍壓(O2= O 3)。上述雖然結合附圖對本技術的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本技術保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本技術的技術方案的基礎本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于監測巖石破壞多元前兆信息的壓力室試驗裝置，其特征是，包括壓力室，壓力室進行防滲漏密封設計；所述壓力室與上壓盤傳力柱系統相連，所述壓力室內設有試樣和監測元件，所述監測元件連接壓力室外的數據收集設備，所述壓力室內的試樣與上壓盤傳力柱系統相接，所述上壓盤傳力柱系統與壓力室的頂蓋相連，連接處設有密封元件；所述試樣的底部連接有壓水管，連接處設有密封元件；所述壓力室底部為基座，所述基座內設有圍壓水進水管道連通至壓力室室體，所述基座的另一側設有數據收集孔，所述監測元件通過數據收集孔進行采集信息的收集與分析。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李術才，袁永才，李利平，石少帥，楊為民，張乾青，周宗青，許振浩，王升，
申請(專利權)人：山東大學，
類型：新型
國別省市：山東;37
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