专利名称：岩石裂隙剪切渗流耦合试验盒的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种复杂应力条件下的试验设备，尤其涉及一种围压作用下岩石裂隙剪切渗流耦合试验盒。
背景技术：
在石油矿山开采、水利水电、煤矿生产、交通边坡等工程中，地下水对岩体工程的稳定性有着重要影响。一方面地下水可改变岩体的应力和变形，另一方面岩体结构面的几何特征及其物理力学性质对地下水渗流起决定性作用。岩体中节理裂隙的渗透和变形模量都远大于岩石基层，因此，岩体中各类结构面与地下水的相互作用往往直接决定着工程结构的稳定和安全。因此，本领域非常需要对节理的剪切-渗流耦合特性进行研究，而进行岩石节理的室内剪切-渗流耦合试验，是一种有效的研究手段。岩石节理剪切渗流耦合试验中的关键技术是试验边界条件的实现，即位移、荷载边界条件和渗流边界条件。在岩石节理的剪切过程中，当上、下节理面在剪切力作用下产生相对位移时，通过在剪切盒进水口和出水口之间设定一定的水压差，即渗透水压力，来实现岩石节理内的水沿指定路径流动，同时要保证剪切盒在垂直水流方向边界上不发生水流渗漏，因此必须对剪切盒做良好的密封。但目前还没有一种具有围压功能剪切盒，来保证密封性，导致试验结果精度不高。
发明内容为解决上述问题，本实用新型提出的岩石裂隙剪切渗流耦合试验盒，可以保证在岩石节理的剪切过程中，当上、下节理面在剪切力作用下产生相对位移时，实现岩石节理内的水沿指定路径流动，且在垂直水流方向边界上不发生水流渗漏。本实用新型所述的岩石裂隙剪切渗流耦合试验盒的具体技术方案为岩石裂隙剪切渗流耦合试验盒，包括上剪切盒和下剪切盒，上剪切盒包括上密封套、上剪切板和上压块，上密封套和上压块可随上剪切板横向移动，上剪切盒上还设置有进气口和进水口 ；下剪切盒包括下密封套、下剪切板和下压块，下密封套和下压块可随下剪切板横向移动，下剪切盒上，在进水口的相对侧设置有出水口 ；上密封套和下密封套形状结构对称，分别具有放置试样的中空腔；上、下密封套体为中空体，中空体内可注入传递压力的液态或半液态物质，实现试件的围压加载。上述上压块的中部开设有观测口。上述上压块和上密封套之间设置有上盖板；下压块与下密封套之间设置有下盖板。上述上、下密封套上分别设置有围压液体加载口。上述上剪切盒和下剪切盒通过框架固定在一起。上述上、下密封套由聚氨脂制材料浇注模压成型。本实用新型的有益效果是当需要做剪切试验时，上剪切盒和下剪切盒被框架压紧，但仍处于可滑动状态。试样处于浮动状态。上密封套和下密封套在受到其内部液体压力的作用下，上密封套和下密封套的接触面紧密接触，保证了密封性，同时又能保证俩密封套在相对滑动的过程中保持密封，从而提高了实验结果的精度。

附图1为本实用新型所述剪切盒的结构示意图；附图2为本实用新型所述密封套的结构示意图；附图3为图2中A-A向剖视图；附图4为图2中B-B向剖视图。附图标记如下1-上剪切盒，2-下剪切盒，3-框架，4-围压液体加载口，5-中空腔，6-中空体， 11-上密封套，12-上剪切板，13-上压块，14-进水口，15-观测口，16-上盖板，21-下密封套，22-下剪切板，23-下压块，24-出水口，25-下盖板。
具体实施方式
下面参照附图对本实用新型所述的岩石裂隙剪切渗流耦合试验盒做进一步详细的说明。参见附图1 一 4，岩石裂隙剪切渗流耦合试验盒，包括上剪切盒1和下剪切盒2，上剪切盒1包括上密封套11、上剪切板12和上压块13，上密封套11和上压块13可随上剪切板12横向移动，上剪切盒1上还设置有进气口(图中未示出)和进水口 14 ；下剪切盒2包括下密封套21、下剪切板22和下压块23，下密封套21和下压块23可随下剪切板22横向移动，在下剪切盒2，进水口的相对侧设置有出水口 M ；上密封套11和下密封套21形状结构对称，分别具有放置试样的中空腔5 ；上、下密封套体为中空体6，中空体内可注入传递压力的液态或半液态物质。为了便于观察水在裂隙试样内的流动过程，在上压块13的中部开设有观测口 15。 观测口的上方可安装数码摄像等观测设备。为了保证上下剪切盒之间的密封性，在上压块13和上密封套11之间设置有上盖板16 ；下压块23与下密封套21之间设置有下盖板25。上述上、下密封套由聚氨脂橡胶材料浇注模压成型，上、下密封套上分别设置有围压液体加载口。聚氨脂橡胶具有既软又硬，摩擦小等特点。在工作时，试样放置在密封套中间，当试样装好之后，中空腔内将注入一定压力的液体，上密封套在压力下紧紧贴到试样上半部的四周，而下密封套在压力下紧紧贴到试样下半部的四周，从而实现了有效的密封。同时上密封套和下密封套的接触面也受到了压力紧密接触，实现了密封。当上下剪切盒产生相对移动时，上密封套和下密封套的接触面在滑动状态下仍然保持压缩密封，直到密封圈脱离接触。上剪切盒有一个进水孔用以向岩样剪切面渗水，另有一孔作为排气孔；下剪切盒有一个出水孔，用以排出渗入岩样剪切面中的水。上述上剪切盒和下剪切盒通过四根拉杆形成的框架3固定在一起。以上所述，仅为本实用新型专利较佳的具体实施方式
，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明专利的保护范围之内。
权利要求1.岩石裂隙剪切渗流耦合试验盒，包括上剪切盒和下剪切盒，其特征在于所述上剪切盒包括上密封套、上剪切板和上压块，上密封套和上压块可随上剪切板横向移动，上剪切盒上还设置有进气口和进水口 ；下剪切盒包括下密封套、下剪切板和下压块，下密封套和下压块可随下剪切板横向移动，下剪切盒上，在进水口的相对侧设置有出水口 ；上密封套和下密封套形状结构对称，分别具有放置试样的中空腔；上、下密封套体为中空体，中空体内可注入传递压力的液态或半液态物质。
2.如权利要求1所述的岩石裂隙剪切渗流耦合试验盒，其特征在于所述上压块的中部开设有观测口。
3.如权利要求1或2所述的岩石裂隙剪切渗流耦合试验盒，其特征在于所述上压块和上密封套之间设置有上盖板；下压块与下密封套之间设置有下盖板。
4.如权利要求1所述的岩石裂隙剪切渗流耦合试验盒，其特征在于所述上、下密封套由聚氨脂制材料浇注模压成型，上、下密封套上分别设置有围压液体加载口。
5.如权利要求1所述的岩石裂隙剪切渗流耦合试验盒，其特征在于所述上剪切盒和下剪切盒通过框架固定在一起。
专利摘要本实用新型公开一种岩石裂隙剪切渗流耦合试验盒，属于岩石裂隙剪切渗流耦合试验设备领域，包括上剪切盒和下剪切盒，其特征在于所述上剪切盒包括上密封套、上剪切板和上压块，上密封套和上压块可随上剪切板横向移动，上剪切盒上还设置有进气口和进水口；下剪切盒包括下密封套、下剪切板和下压块，下密封套和下压块可随下剪切板横向移动，下剪切盒上，在进水口的相对侧设置有出水口；上密封套和下密封套形状结构对称，分别具有放置试样的中空腔；上、下密封套体为中空体，中空体内可注入传递压力的液态或半液态物质，实现试件的围压加载。
文档编号G01N33/24GK202133661SQ20112022219
公开日2012年2月1日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者张培森, 文志杰, 王刚, 蒋宇静 申请人:山东科技大学