一種腐蝕環境下巖石單軸壓縮測試裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種腐蝕環境下巖石單軸壓縮測試裝置，其特征包括：導向立柱、堆重砝碼、十字壓板、耐腐蝕容器和位移千分表；試驗時將試件放置在耐腐蝕容器中，其上部依次放置壓塊和十字壓板；所述過十字壓板通過導向立柱進行定位，使其只能沿著豎直方向運動；所述堆重砝碼放置在十字壓板上，用來提供多級加載的力；所述位移千分表同十字壓板相連接，用與記錄十字壓板的位移量。該測試裝置具有結構簡單、操作方便和便于生產等特點，而且成本低廉適于在腐蝕環境下巖石單軸壓縮測試中廣泛推廣。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種巖石試件變形測試裝置，尤其涉及一種腐蝕環境下巖石單軸 壓縮測試裝置。
技術介紹
在富水區，例如海底隧道、礦山巷道及其他地下工程等，地下水是地下工程不可回 避的現象，巖體總是浸泡在水溶液中，含有腐蝕性的地下水對于巖體的力學性質有著重要 的影響。處于一定的應力條件下的巖體，由于地下水腐蝕效應的存在，會導致巖石內在結 構的力學性質的劣化，從而存在宏觀力學行為的時間效應_即所謂的流變效應。目前巖石 流變學理論盡管已經比較完善，但這些理論主要考慮了巖石自身的流變機理性質，對于腐 蝕-應力耦合作用引起的流變研究還相當不足。而現有的流變設備也大多比較昂貴，制約 了水溶液腐蝕流變試驗的順利進行和開展。研究方便易用的腐蝕流變試驗裝置成為一個有 待解決的重要問題，其中加載的穩定性和簡易性是其中的關鍵。所以一種腐蝕溶液環境下 巖石單軸壓縮測試驗加載穩定，結構簡易的測試裝置急需被研制。
技術實現思路
本技術針對以上問題的提出，而研制一種保證操作方便簡易的同時保證加載 過程的穩定性的測試加載條件下溶液的腐蝕效應所造成的巖石試件變形的時間效應的裝 置。本技術采用的技術手段如下一種腐蝕環境下巖石單軸壓縮測試裝置，其特征包括導向立柱、堆重砝碼、十字 壓板、耐腐蝕容器和位移千分表；試驗時將試件放置在耐腐蝕容器中，其上部依次放置壓塊和十字壓板；所述過十 字壓板通過導向立柱進行定位，使其只能沿著豎直方向運動；所述堆重砝碼放置在十字壓 板上，用來提供多級加載的力；所述位移千分表同十字壓板相連接，用與記錄十字壓板的位移量。所述十字壓板的四個分板上開有同導向立柱的橫截面相對應的通孔；使用時將導 向導向立柱固定在耐腐蝕容器的周圍，通過所述通孔將十字壓板活動連接在導向立柱上。在測試裝置的下邊設有底座，用于承載耐腐蝕容器和導向立柱，所述底座設有4 個支腿，其中一個支腿帶有高度調節螺栓來進行底座的調平。所述壓塊分為上壓塊和下壓塊，其中下壓塊為白鋼材料；所述上壓塊和下壓塊固定為一體呈工字形。在試件和耐腐蝕容器之間設有墊板。由于采用了上述技術方案，本技術提供的測試裝置以耐腐蝕PVC板作為溶液的儲罐，采用十字形的承載壓板，壓板由4根導向立柱穿過，通過4根導向立柱在壓板上添 加砝碼加重，從而實現對巖石試件的加載，壓板通過聯結塊結構壓在巖石試件上。位移千分 表固定在導向立柱上，可測試巖石試件變形。由于其結構簡單，便于生產，而且成本低廉適于廣泛推廣。附圖說明圖1為本技術實施例的結構示意圖；圖2為本技術實施例中十字壓板的結構示意圖；圖3為本技術實施例中試驗的荷載位移曲線；圖4為本技術實施例中試驗的時間位移曲線；圖5為本技術實施例中硫酸和鹽酸作用下巖石的變形時間曲線.圖中1、導向立柱，2、堆重砝碼，3、十字壓板，4 、耐腐蝕容器，5、上壓塊，6、下壓塊， 7、位移千分表，8、底座，9、試件，10、墊板。具體實施方式該測試裝置的工作原理是十字壓板3主要通過導向立柱1和上壓塊5、下壓塊6組 成的聯結塊結構壓在試件9上，十字壓板3上面逐漸堆放堆重砝碼2，從而實現試件的逐級 加載。各級加載過程中，試件浸泡在溶液中，平放在耐腐蝕容器4的底面的墊板10上，從而 得到腐蝕作用下試件的時間效應。如圖1所示該測試裝置中，導向立柱1，用來對十字壓板進行定位，并使十字壓板 受到加載后平穩地向下進行。堆重砝碼2，用來提供多級加載的力。十字壓板3，其上部可 承擔堆重砝碼，下部接壓塊，提供壓力。耐腐蝕容器4 (本實施利采用PVC耐腐蝕容器)，用 來儲存腐蝕性溶液，受壓的試件放置其中。壓塊分為上壓塊5和試件下壓塊6，連接在十字 壓板和巖石試件之間，起著荷載傳遞作用，6下壓塊采用耐腐蝕的白鋼材料，可浸入溶液中， 上壓塊5為普通鋼，上下壓塊連接成一體，呈“工字形”保證所加荷載與試件表面垂直，這樣 既滿足耐腐蝕性的條件，又節省了材料簡化了工藝。位移千分表7，進行加載過程試件變形 的測量。底座8，平穩地承擔整個設備重量，并保持整個設備的穩定。其中導向立柱1只是 確保十字壓板3沿著豎直方向運動(本實施例采用在十字壓板3的四個分板上開有同導向 立柱1的橫截面相對應的通孔(如圖2所示)，使用時將導向導向立柱1垂直固定在耐腐蝕 容器4的周圍，通過所述通孔將十字壓板3活動連接在導向立柱1上的技術方案，也可采用 如滑軌的形式(即在十字壓板3的四個分板上設置滑快或滑輪同各導向立柱1上的滑軌 相配合，保持十字壓板3水平向下運動(圖中未視，因其是本領域技術人員熟知的一種配合 形式)。)的技術方案。具體實現如下巖石試件通過墊板放置在耐腐蝕容器內，浸泡在待測的腐蝕性的 溶液里。上部承受由上、下壓塊傳遞來的十字壓板的荷載，十字壓板通過4根導向立柱定 位，并保持水平，上面在4根立柱處堆放砝碼，提供荷載。由于采用十字壓板和4根導向立 柱較好地保證了裝置的穩定性。位移千分表通過導向立柱固定，測頭與十字壓板上表面接 觸，實測十字壓板的位移，以間接地測出試件的變形。底座采用4個支腿，其中一個帶有高 度調節螺栓，可用來進行底座的調平。進行測試時先調節底座的支腿螺栓使底座水平，將四 根導向立柱通過螺栓連接在底座上，將PVC的耐腐蝕容器放置在底座上，在容器中倒入某 特定的溶液。將加工的巖石試件(保證上下為平面)放在容器內的白鋼墊板上，浸泡在溶 液中。上、下壓塊通過螺紋連接，并壓放在試件上，上面放上十字壓板，十字壓板通過根導向立柱保持水平。在導向立柱上固定位移千分表，并按照荷載要求在十字壓板的四根立柱部位對稱地放上砝碼。通過增加砝碼，實現多級荷載的施加，每級荷載保持一定的時間(如10 天)，通過位移計測得試件因腐蝕溶液引起的變形，從而測得其時間效應。試驗結束時，先卸 下位移千分表，然后去掉砝碼和十字壓板，以及壓塊和試件。然后，移出耐腐蝕容器4，可將 殘留溶液倒掉。下面列舉兩個實例進行具體說明例1 進行多級荷載時間效應試驗首先加工制備待試驗的帶預制裂紋的巖樣試件安放于圖1的裝置中，浸泡在5% 硫酸溶液中，通過堆放砝碼對試件加載，先將荷載保持穩定在IMa，間隔5天，依次增加IMa， 一直增加到8Mpa.在此過程中，一直采用位移千分表監測試件的變形進行記錄。最終獲取 試驗的荷載位移曲線如圖3所示和時間位移曲線如圖4所示。例2 單級荷載下不同腐蝕溶液的巖石流變效應對比以下是一種巖樣在固定的荷載15MPa(單級荷載)下分別在8%的鹽酸和8%的硫 酸作用下，隨著時間的對位移變形進行記錄，最終獲取如圖5所示曲線。通過圖5的曲線 可分析出在恒定的荷載下，巖石在硫酸的作用下，隨著時間的變形效應明顯；而在鹽酸作用 下，隨著時間的變形效應不明顯。通過由實例1和實例2表明，該裝置可以有效地對腐蝕效應引起的巖石流變進行測量。以上所述，僅為本技術較佳的具體實施方式，但本技術的保護范圍并不 局限于此，任何熟悉本
的技術人員在本技術揭露的技術范圍內，根據本實用 新型的技術方案及其專利技術構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本技術的保護范圍之 內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種腐蝕環境下巖石單軸壓縮測試裝置，其特征包括：導向立柱（１）、堆重砝碼（２）、十字壓板（３）、耐腐蝕容器（４）和位移千分表（７）；　　試驗時將試件（９）放置在耐腐蝕容器（４）中，其上部依次放置壓塊和十字壓板（３）；所述過十字壓板（３）通過導向立柱（１）進行定位，使其只能沿著豎直方向運動；所述堆重砝碼（２）放置在十字壓板（３）上，用來提供多級加載的力；所述位移千分表（７）同十字壓板（３）相連接，用與記錄十字壓板（３）的位移量。

【技術特征摘要】
一種腐蝕環境下巖石單軸壓縮測試裝置，其特征包括導向立柱(1)、堆重砝碼(2)、十字壓板(3)、耐腐蝕容器(4)和位移千分表(7)；試驗時將試件(9)放置在耐腐蝕容器(4)中，其上部依次放置壓塊和十字壓板(3)；所述過十字壓板(3)通過導向立柱(1)進行定位，使其只能沿著豎直方向運動；所述堆重砝碼(2)放置在十字壓板(3)上，用來提供多級加載的力；所述位移千分表(7)同十字壓板(3)相連接，用與記錄十字壓板(3)的位移量。2.根據權利要求1所述的腐蝕環境下巖石單軸壓縮測試裝置，其特征在于所述十字壓 板⑶的四個分板上開有同導向立柱⑴的橫截面相對應的通孔；使用時將導向導向立柱 (1)固定在耐腐蝕容...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姜諳男，
申請(專利權)人：大連海事大學，
類型：實用新型
國別省市：91[中國|大連]