一种隧道围岩双轴膨胀力测试装置的制作方法

本技术涉及隧道工程测试，具体涉及一种隧道围岩双轴膨胀力测试装置。

背景技术：

1、近年来，我国基础设施建设的速度非常快，随着桥梁、隧道、铁路和高速公路等一些工程的大量修建，膨胀岩对这些工程的危害和破坏日益增多，其中，对于地下结构工程的影响主要体现在隧道衬砌变形破坏、仰拱隆起、围岩膨胀坍塌裂缝等方面。我国膨胀岩分布广泛，其工程性质十分复杂，由于围岩的膨胀导致的病害既影响了隧道的施工，拖延了工期，又对隧道的正常运营以及后期的维护造成了经济方面的影响。为了保证隧道的正常使用，减少维护成本，节约人力，有必要对围岩的膨胀力展开测试。

2、按照岩石膨胀力等体积法试验测试原理，理论上就要求试样和容器壁紧密贴合，不允许试样和容器之间留有缝隙，即不允许试样产生膨胀变形，此时测得的膨胀力是试样的理论膨胀力。但是，现有规范及有关文献中关于岩石膨胀性试验方法，主要是传统固结仪方法或类似原理的专门的单向膨胀力测试方法，是将加工好的岩石试样放入试验装置的套环中，无法模拟真实隧道围岩的双轴受力状态。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种隧道围岩双轴膨胀力测试装置，以解决现有的岩石膨胀性试验方法无法模拟真实隧道围岩的双轴受力状态的问题。

2、本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种隧道围岩双轴膨胀力测试装置，其包括基座、水箱以及多个旋转载荷组件；水箱设置在基座上，多个旋转载荷组件沿水箱的周向间隔设置，旋转载荷组件的一端位于水箱中，旋转载荷组件另一端与基座连接；旋转载荷组件包括旋转丝杆以及与旋转丝杆连接的压板，旋转丝杆横向设置，旋转丝杆上设置有压力传感器，旋转丝杆的一端伸入到水箱中，压板位于水箱中，旋转丝杆的另一端伸出基座并与基座连接；水箱的底部设置有垫块，垫块与多个压板之间形成试件放置空腔。

4、采用上述技术方案的有益效果为：将试件放置在垫块上，依次旋转多个旋转载荷组件，使得压板抵住试件的外壁，此时试件位于试件放置空腔中，向水箱中加水，水没过试样，通过给试样施加不同的双轴向力，结合试样浸水过程中不断膨胀的特性，随时间变化记录压力显示表的变化，分析膨胀性岩浸水膨胀后的全过程的膨胀力变化规律。本技术方案突破传统试验方法的拘束性，不拘泥于传统固结仪方法或类似原理的专门的单向膨胀力测试方法将加工好的岩石试样放入试验装置的套环中，而是选择在试件侧面预加适当荷载，形成模拟真实隧道围岩的双轴受力状态。

5、进一步地，旋转丝杆包括相互连接的螺杆和滑动杆，滑动杆远离螺杆的一端伸入到水箱中，滑动杆与水箱的连接处设置有密封圈，滑动杆与压板连接，螺杆远离滑动杆的一端与基座螺纹连接。

6、进一步地，螺杆和滑动杆的连接处设置有压力传感器。

7、采用上述技术方案的有益效果为：将试样放置在垫块上，旋转螺杆，压板向试样靠近，直至压板与试样接触，向水箱中注水，当试件吸水膨胀后，试件将滑动杆向水箱外推，记录压力传感器测得的压力值。本技术方案安装布设简易，整体结构紧凑通过压力传感器可以测得压力值，且操作简单，通过水箱内的垫块对需要测试的试件进行固定，通过旋转丝杆即可对试件进行加载，过压板受力与旋转丝杆传递至压力传感器，即可较为容易准确的获取试验数据。

8、进一步地，旋转载荷组件的数量为4,4个旋转载荷组件两两相对设置。

9、进一步地，垫块上设置有透水石。

10、进一步地，水箱的底部设置有排水孔。

11、进一步地，水箱竖直设置，水箱为玻璃水箱。

12、本实用新型具有以下有益效果：

13、(1)本实用新型突破传统试验方法的拘束性，不拘泥于传统固结仪方法或类似原理的专门的单向膨胀力测试方法将加工好的岩石试样放入试验装置的套环中，而是选择在试件侧面预加适当荷载，形成模拟真实隧道围岩的双轴受力状态。

14、(2)本实用新型安装布设简易，整体结构紧凑通过压力传感器可以测得压力值，且操作简单，通过水箱内的垫块对需要测试的试件进行固定，通过旋转丝杆即可对试件进行加载，过压板受力与旋转丝杆传递至压力传感器，即可较为容易准确的获取试验数据。

技术特征：

1.一种隧道围岩双轴膨胀力测试装置，其特征在于，包括：基座(1)、水箱(2)以及多个旋转载荷组件(3)；

2.根据权利要求1所述的隧道围岩双轴膨胀力测试装置，其特征在于，所述旋转丝杆(301)包括相互连接的螺杆(311)和滑动杆(312)，所述滑动杆(312)远离所述螺杆(311)的一端伸入到所述水箱(2)中，所述滑动杆(312)与所述水箱(2)的连接处设置有密封圈，所述滑动杆(312)与所述压板(302)连接，所述螺杆(311)远离所述滑动杆(312)的一端与所述基座(1)螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的隧道围岩双轴膨胀力测试装置，其特征在于，所述螺杆(311)和所述滑动杆(312)的连接处设置有所述压力传感器(303)。

4.根据权利要求1所述的隧道围岩双轴膨胀力测试装置，其特征在于，所述旋转载荷组件(3)的数量为4,4个所述旋转载荷组件(3)两两相对设置。

5.根据权利要求1所述的隧道围岩双轴膨胀力测试装置，其特征在于，所述垫块(4)上设置有透水石。

6.根据权利要求1所述的隧道围岩双轴膨胀力测试装置，其特征在于，所述水箱(2)的底部设置有排水孔(6)。

7.根据权利要求1至6任一项所述的隧道围岩双轴膨胀力测试装置，其特征在于，所述水箱(2)竖直设置，所述水箱(2)为玻璃水箱。

技术总结
本技术公开了一种隧道围岩双轴膨胀力测试装置，涉及隧道工程测试技术领域。一种隧道围岩双轴膨胀力测试装置，其包括基座、水箱以及多个旋转载荷组件，水箱设置在基座上，多个旋转载荷组件沿水箱的周向间隔设置，旋转载荷组件包括旋转丝杆以及与旋转丝杆连接的压板，旋转丝杆上设置有压力传感器，压板位于水箱中，旋转丝杆的另一端伸出基座并与基座连接；水箱的底部设置有垫块，垫块与多个压板之间形成试件放置空腔。本技术突破传统试验方法的拘束性，选择在试件侧面预加适当荷载，形成模拟真实隧道围岩的双轴受力状态，以解决现有的岩石膨胀性试验方法无法模拟真实隧道围岩的双轴受力状态的问题。

技术研发人员：张付军,赵谦,来弘鹏,朱浩炎
受保护的技术使用者：甘肃公航旅马坞西寨高速公路管理有限公司
技术研发日：20230410
技术公布日：2024/1/14