巖石破裂過程加載試驗裝置中的浸蝕觀測盒的製作方法

2023-07-18 11:16:11 3

專利名稱：巖石破裂過程加載試驗裝置中的浸蝕觀測盒的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種巖石破裂過程加載試驗裝置中的浸蝕觀測盒，可用於細觀巖石力學試驗中在試件浸泡的同時對試件進行加載和多方位觀測。
在細觀巖石力學試驗中，研究試件在潮溼或化學腐蝕條件下裂紋的擴展規律非常重要。在這類試驗中，常用的浸蝕裝置是利用簡單的塑料片粘貼於試件的表面，如Manabu UTAGA WA，Masahiro SET，KunihisaKATSUYAMA and Kikuo MATSUI，Evaluation of Fracturre Tough-ness of Rocks in Wet and Chemical Conditon，資源匕素材，Vol.114，P.856—861(1998)。這樣的浸蝕裝置的最大特點是簡單，但是，由於它需要根據試件的尺寸進行特製，並安裝於試件表面，因此，在進行試驗之前必須做大量的重複性工作，而且這樣的浸泡只是試件的局部，它無法完成對整個試件的浸泡。另外，由於塑料片透明性差，它完全遮住了試件表面上的裂紋，影響了對裂紋的觀測，這對研究試件在浸泡條件下裂紋的擴展規律十分不利。
本實用新型的目的是針對上述浸蝕裝置中存在的問題，提出一種巖石破裂過程加載試驗裝置中的浸蝕觀測盒，它可以實現細觀巖石力學試驗在對整個試件進行浸泡的同時邊加載邊觀測，而且提供多窗口進行多方位觀測。
為了達到上述目的，本實用新型提供了一種巖石破裂過程加載試驗裝置中的浸蝕觀測盒，它由盒體(1)、一對傳力柱(2)、一對「O」型密封圈(3)、和透明玻璃(4)組成。傳力柱與浸蝕觀測盒側壁採用「O」型圈密封，保證浸蝕觀測盒內的溶液在傳力柱受力運動過程中不滲漏；浸蝕觀測盒的上部敝開，用於將試件安裝於浸蝕觀測盒內和加注浸泡溶液，也可用於從上面觀測試件的上表面和在試驗過程中補充溶液；浸蝕觀測盒的一側壁採用透明玻璃膠合，用於從側面對試件的多個表面進行觀測，透明玻璃的高小於從45°傾斜觀測試件整個上表面的下界h0，同時又必須大於使試件處於完全浸泡狀態下溶液的最低位H0，保證多方位觀測和溶液不會在試件處於完全浸泡時出現漫溢。
以下結合附圖對本實用新型的實例作進一步詳細的描述。


圖1 浸蝕觀測盒的結構圖(a剖面)圖2 浸蝕觀測盒的空間形態圖圖3 透明玻璃的尺寸(b剖面)如圖1、圖2、所示，本實用新型的浸蝕觀測盒由盒體(1)、一對傳力柱(2)、一對「O」形密封圈(3)和透明玻璃(4)組成。一對傳力柱(2)位於盒體(1)的兩個對稱側壁的中心軸上，且同軸對稱，傳力柱為圓柱體，其橫截面直徑大於試件的橫截面直徑(對於長方體試件為其橫截面對角線的長度)；一對傳力柱(2)與盒體(1)的兩個側壁之間的密封採用「O」形圈，保證傳力柱在受力運動過程中與側壁之間的完全密封，不會引起浸蝕觀測盒內溶液的滲漏；浸蝕觀測盒的上部是敝開的，從這裡可以將試件安裝於盒體(1)內且處於一對傳力柱(2)之間，在試件安裝完成後將浸蝕觀測盒整體置於加載試驗臺上，使一對傳力柱(2)均勻受力，一對傳力柱(2)則將所受的力傳遞到試件上，實現對試件的加載；溶液的注入是通過浸蝕觀測盒的上部(即敝開部分)，它可以在試驗之前進行，也可以在試驗過程中進行；浸蝕觀測盒的上部(即敝開部分)的另一個用途是提供對試件上表面進行直接多方位觀測的窗口；透明玻璃(4)採用特種玻璃製作而成，保證其良好的透光性和抗化學腐蝕能力，它通過利用粘膠進行膠合的辦法固定於盒體(1)上，透明玻璃(4)是提供一個側壁觀測窗口，使浸蝕觀測盒具有多窗口，實現對浸蝕觀測盒內的試件進行多方位觀測的能力；非觀測面還留有一定的空間，便於在試件表面布置多個探頭，用於破裂過程的監測。
如圖3所示，為了能夠對浸蝕觀測盒內試件整個上表面進行45°傾斜觀測必須使透明玻璃(4)的上邊界處於觀測範圍之外，也就是透明玻璃(4)的高小於從45°傾斜觀測試件整個上表面的下界h0，另外透明玻璃(4)的高又必須大於使試件處於完全浸泡狀態下溶液的最低位H0，保證溶液不會在試件處於完全浸泡時出現漫溢現象。
本實用新型的優點是(1)結構簡單，成本低廉；(2)安裝容易，不僅便於試件的安裝，而且對浸蝕觀測盒的安裝也十分容易；(3)具有整體試件浸泡能力；(4)具有多個窗口，提供巖石試件的多個表面的裂紋擴展過程的多方位觀測的能力；(4)具有同步工作的能力，使試件在浸泡的同時能夠被同步加載和多方位觀測；(5)抗化學腐蝕能力；(6)多用途，不僅提供多窗口觀測，而且提供足夠的空間布置監測用的探頭。
權利要求1.一種巖石破裂過程加載試驗裝置中的浸蝕觀測盒，它由盒體(1)、一對傳力柱(2)、一對「O」形密封圈(3)和透明玻璃(4)組成；其特徵是一對傳力柱(2)位於盒體(1)的兩個對稱側壁的中心軸上，且同軸對稱，傳力柱為圓柱體，一對傳力柱(2)與盒體(1)的兩個側壁之間採用「O」形圈密封；盒體(1)的一個側壁安裝透明玻璃(4)，盒體(1)的上部敝開。
2.根據權利要求1所述的巖石破裂過程加載試驗裝置中的浸蝕觀測盒，其特徵是透明玻璃(4)的高小於從45°傾斜觀測試件整個上表面的下界h0，同時又大於使試件處於完全浸泡狀態下溶液的最低位H0。
專利摘要一種巖石破裂過程加載試驗裝置中的浸蝕觀測盒,它由盒體、傳力柱、「O」形密封圈、透明玻璃組成。傳力柱位於盒體的兩個對稱側壁的中心軸上,它與盒體側壁之間的密封採用「O」形密封圈；盒體的一個側壁安裝透明玻璃,它的高小於從45°傾斜觀測試件整個上表面的下界h
文檔編號G01N17/00GK2454772SQ0025587
公開日2001年10月17日 申請日期2000年12月5日 優先權日2000年12月5日
發明者王川嬰, 馮廈庭, 陳四利, 白世偉 申請人:中國科學院武漢巖土力學研究所