一种岩石应力测试装置

本发明涉及边坡稳定性领域，具体涉及一种岩石应力测试装置。

背景技术：

目前的边坡岩层，受到地下水或者其它水侵蚀时，会产生缝隙，如何研究这些缝隙，研究边坡至灾机理，是一门需要研究的课题，具体的，在不同的温度、湿度、应力条件下，岩层会有不同的稳定性情况，因此，现有技术往往利用试验系统对至灾机理进行研究，例如模拟水压情况对岩石进行加压加载。

而在实际使用中，存在以下问题：

1、现有技术的水压加载装置，通过类似于活塞的装置进行加压，然而活塞抽吸的过程中，回退时会造成负压，从而使加载压力急剧降低，从而加载压力呈波动情况，无法真实模拟持续性水压加载。

2、现有技术对于两个独立运动的部件，往往需要两套驱动系统，从而大量占据了体积。

3、现有技术的水压加载系统，有时需要对水成分进行调节，模拟不同成分的水资源，解决办法一般是多个水罐盛装不同成分的水，然而这样就会导致体积、空间不期望的占用。

4、现有技术的水压加载系统，活塞加压部与水源部一般是分开设置，无法实现集成化。

5、现有技术的多驱动路径结构，往往难以集成化设置。

6、现有技术的水箱结构，往往只能实现启闭，而无法实现多段启闭。

7、现有技术的水箱结构，其内的水成分如果久置或者成分初调配，往往会出现分层或者不均匀的现象。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明提出同时解决上述多种问题的方案。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种岩石应力测试装置，包括采集控制器、径向变形传感器、试样、输出端压力传感器、围压加载装置、围压压力传感器、轴压加载装置、压力信号放大器、渗透压加载装置、输入端压力传感器、渗透压控制器、轴压传感器、轴压控制器、围压控制器；其中所述试样中设有裂纹，所述渗透压加载装置通过供液路径供液入所述裂纹后，液体穿过所述裂纹通过回液路径输出，在所述供液路径中设有输入端压力传感器，在所述回液路径中设有输出端压力传感器，所述输出端压力传感器通过压力信号放大器连接至所述采集控制器，所述围压加载装置对试样所在的试样腔通入水压，所述围压加载装置连接围压压力传感器、围压控制器；所述轴压加载装置通过挤压柱对所述试样的端部进行加压，所述试样上连接有径向变形传感器，所述挤压柱上设有轴压传感器；

所述渗透压加载装置包括电机、减速器、传动转接结构、螺旋传动副、传动轴、水箱、活塞、活塞缸、保压板、蜗杆、蜗轮；所述水箱包括：上腔、中腔、下腔、避让槽、下塞、中塞、上塞、搅拌叶、搅拌杆、上杆、中杆、滑板、滑槽、上左支撑块、下左支撑块、上右支撑块、枢轴、下右支撑块；所述下腔内设有通流腔、传动腔；所述水箱固定至所述活塞缸的上方；

所述电机连接所述减速器，所述减速器通过所述传动转接结构分别连接至所述传动轴一端与所述螺旋传动副，所述传动轴另一端连接所述蜗轮，所述蜗轮驱动所述蜗杆上下运动，所述螺旋传动副的输出端连接至所述活塞，所述活塞在所述活塞缸中滑动，所述活塞缸上方设有通液孔，所述通液孔与所述通流腔连通，所述蜗杆与所述保压板连接，所述保压板可在所述活塞缸的缸壁中滑动；

所述传动轴伸入所述传动腔中，所述蜗杆可在所述传动腔中移动；所述中腔的下腔壁上凹形成所述避让槽，所述避让槽与所述传动腔连通；所述下塞可封闭所述中腔下壁的通孔，所述中塞可封闭所述上腔下壁的通孔，所述上塞可封闭所述上腔上壁的通孔，所述上塞与所述中塞之间通过所述上杆连接，所述中塞下方设有所述中杆，所述中杆下方设有所述滑板，所述搅拌杆内设有所述滑槽，所述滑板可在所述滑槽中上下滑动，所述搅拌杆下方设有所述下塞，所述搅拌杆上设有所述搅拌叶；

所述水箱的上壁设有所述枢轴，所述上左支撑块、下左支撑块、上右支撑块、下右支撑块均可围绕所述枢轴转动；当上拉所述上塞至第一高度时，所述下左支撑块、下右支撑块可移动至所述上塞的下方，此时所述滑板移动至所述滑槽的上端；当从第一高度上拉所述上塞时，所述搅拌杆同时向上移动，当上拉所述上塞从第一高度至第二高度位置后，所述上左支撑块、下左支撑块、上右支撑块、下右支撑块均可移动至所述上塞的下方。

进一步的，所述传动转接结构包括转轮、传送带，所述转轮与所述传动轴连接。

进一步的，所述传送带传递动力至所述螺旋传动副的动力输入端。

进一步的，所述水箱上壁设有注液孔。

进一步的，所述中腔侧壁设有注水孔。

进一步的，所述上腔、中腔之间通过隔板隔开。

进一步的，所述下左支撑块、下右支撑块位于同一高度。

进一步的，所述上左支撑块、上右支撑块位于同一高度。

进一步的，当所述活塞退开至最远位置时，所述通液孔连通至活塞缸内腔。

进一步的，所述活塞进给过程中可封堵所述通液孔。

本发明的有益效果是：

1、针对背景技术提出的第1点，采用了保压板的设置，保压板在活塞回退后及时封堵住回水路径，提高了水压供给的稳定性。

2、针对背景技术提出的第2点，利用一套传动装置实现了两套传动路径，节约了成本与零部件数量。

3、针对背景技术提出的第3点，将多个水箱的功能集成到一个水箱内，水箱内设置了中腔与上腔，上腔为成分调配腔，中腔为水腔，二者的成分可以通过控制装置进行混合调配。

4、针对背景技术提出的第4点，由于活塞装置往往具有厚壁，承载能力强，因此活塞装置在下方，水箱为薄壁，因此水箱集成在活塞装置的上方。

5、针对背景技术提出的第5点，在水箱中腔中为保压板驱动结构预留了长凹槽，以适配保压板驱动结构的行程，同时传动杆穿过水箱的下腔以最大化的实现集成。

6、针对背景技术提出的第6点，水箱启闭杆通过两层支撑块实现了三段位置之间的切换。

7、针对背景技术提出的第7点，在水箱启闭杆上设置了搅拌叶。

注：上述设计不分先后，每一条都使得本发明相对现有技术具有区别和显著的进步。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明加载装置保压状态示意图。

图2是本发明加载装置供压状态示意图。

图3是本发明图2中圆圈区域放大图。

图4是本发明加载装置俯视图。

图5是本发明双层支撑块均闭合示意图。

图6是本发明岩石应力测试装置整体图。

图中，附图标记如下：

1、电机2、减速器3、传动转接结构4、螺旋传动副5、传动轴6、上腔7、中腔8、下腔9、通流腔10、活塞11、活塞缸12、通液孔13、保压板14、蜗杆15、蜗轮16、传动腔17、避让槽18、下塞19、中塞20、上塞21、搅拌叶22、搅拌杆23、上杆24、中杆25、滑板26、滑槽27、上左支撑块28、下左支撑块29、上右支撑块30、枢轴31、下右支撑块32、显示器33、径向变形传感器34、试样35、输出端压力传感器36、温度传感器37、加热线圈38、围压加载装置39、围压压力传感器40、轴压加载装置41、压力信号放大器42、渗透压加载装置43、输入端压力传感器44、温度信号放大器45、渗透压控制器46、千分表47、轴压传感器48、轴压控制器49、围压控制器50、温度控制器51、采集控制器。

具体实施方式

如图所示：一种岩石应力测试装置，包括采集控制器、径向变形传感器、试样、输出端压力传感器、围压加载装置、围压压力传感器、轴压加载装置、压力信号放大器、渗透压加载装置、输入端压力传感器、渗透压控制器、轴压传感器、轴压控制器、围压控制器；其中所述试样中设有裂纹，所述渗透压加载装置通过供液路径供液入所述裂纹后，液体穿过所述裂纹通过回液路径输出，在所述供液路径中设有输入端压力传感器，在所述回液路径中设有输出端压力传感器，所述输出端压力传感器通过压力信号放大器连接至所述采集控制器，所述围压加载装置对试样所在的试样腔通入水压，所述围压加载装置连接围压压力传感器、围压控制器；所述轴压加载装置通过挤压柱对所述试样的端部进行加压，所述试样上连接有径向变形传感器，所述挤压柱上设有轴压传感器；

所述渗透压加载装置包括电机、减速器、传动转接结构、螺旋传动副、传动轴、水箱、活塞、活塞缸、保压板、蜗杆、蜗轮；所述水箱包括：上腔、中腔、下腔、避让槽、下塞、中塞、上塞、搅拌叶、搅拌杆、上杆、中杆、滑板、滑槽、上左支撑块、下左支撑块、上右支撑块、枢轴、下右支撑块；所述下腔内设有通流腔、传动腔；所述水箱固定至所述活塞缸的上方；

所述电机连接所述减速器，所述减速器通过所述传动转接结构分别连接至所述传动轴一端与所述螺旋传动副，所述传动轴另一端连接所述蜗轮，所述蜗轮驱动所述蜗杆上下运动，所述螺旋传动副的输出端连接至所述活塞，所述活塞在所述活塞缸中滑动，所述活塞缸上方设有通液孔，所述通液孔与所述通流腔连通，所述蜗杆与所述保压板连接，所述保压板可在所述活塞缸的缸壁中滑动；

如图所示：所述传动轴伸入所述传动腔中，所述蜗杆可在所述传动腔中移动；所述中腔的下腔壁上凹形成所述避让槽，所述避让槽与所述传动腔连通；所述下塞可封闭所述中腔下壁的通孔，所述中塞可封闭所述上腔下壁的通孔，所述上塞可封闭所述上腔上壁的通孔，所述上塞与所述中塞之间通过所述上杆连接，所述中塞下方设有所述中杆，所述中杆下方设有所述滑板，所述搅拌杆内设有所述滑槽，所述滑板可在所述滑槽中上下滑动，所述搅拌杆下方设有所述下塞，所述搅拌杆上设有所述搅拌叶；

所述水箱的上壁设有所述枢轴，所述上左支撑块、下左支撑块、上右支撑块、下右支撑块均可围绕所述枢轴转动；当上拉所述上塞至第一高度时，所述下左支撑块、下右支撑块可移动至所述上塞的下方，此时所述滑板移动至所述滑槽的上端；当从第一高度上拉所述上塞时，所述搅拌杆同时向上移动，当上拉所述上塞从第一高度至第二高度位置后，所述上左支撑块、下左支撑块、上右支撑块、下右支撑块均可移动至所述上塞的下方。

如图所示：所述传动转接结构包括转轮、传送带，所述转轮与所述传动轴连接。所述传送带传递动力至所述螺旋传动副的动力输入端。所述水箱上壁设有注液孔。所述中腔侧壁设有注水孔。所述上腔、中腔之间通过隔板隔开。所述下左支撑块、下右支撑块位于同一高度。所述上左支撑块、上右支撑块位于同一高度。当所述活塞退开至最远位置时，所述通液孔连通至活塞缸内腔。所述活塞进给过程中可封堵所述通液孔。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。