[发明专利]用于泥水劈裂试验内外压同步加载的装置及方法

权利要求书

1.一种用于泥水劈裂试验内外压同步加载的装置，包括：底座、外压室、橡胶膜、试样、顶板和轴压杆，其特征在于，还包括：活塞缸、第一三通接头、第二三通接头和四通接头；

所述底座的中部设置有高于底座的试样台座，用于放置试样，所述试样台座的中心设置有注浆孔，所述底座上还设置有注水孔，所述注水孔设置于试样台座外边缘与底座的外边缘之间；

所述四通接头的下端还安装有单向阀，用于将泥浆单方向注入注浆孔；

所述第一三通接头的上端与所述注水孔相连，下端与所述活塞缸的出口端相连，所述第二三通接头的上端与所述活塞缸入口端相连，所述第二三通接头的左端与所述四通接头下端的单向阀相连，所述四通接头的上端与所述注浆孔相连。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的四通接头的左右两端分别连接有压力表和泄压孔。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外压室的顶部设置有排气孔和压力表，所述外压室顶部中心设有圆孔，该圆孔的内径与所述轴压杆的外径相等，用于插入所述轴压杆，圆孔内侧设有密封圈，用于密封所述轴压杆与所述外压室。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的试样为中间包含有通孔的圆柱型试样，试样外径与试样台座外径相等，所述通孔的直径与所述注浆孔的直径相等。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的顶板为圆型板，所述顶板的外径与所述试样的外径相等，所述顶板上部中心设置有凹槽，用于通过外压室插入所述轴压杆至所述顶板的凹槽，使轴压杆的轴力垂直于所述顶板。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的橡胶膜为两端开口的圆筒状，两端分别箍套在顶板的外缘和试样台座的外缘，所述橡胶膜为透明材质，内径与所述试样的外径相等。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的第一三通接头的右端还连接有注水管，所述第二三通接头的右端还连接有注浆管。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的活塞缸的缸体为不锈钢材质，所述活塞缸中活塞为橡胶材质，所述底座为金属材质，所述轴压杆为金属材质。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述底座的边缘设有密封槽，密封槽内还放置有橡胶密封圈，底座的外圈和所述外压室的外圈还设置有螺栓孔，用于通过螺栓固定所述外压室与底座。

10.一种应用上述权利要求1-9任一项装置进行泥水劈裂试验的内外压同步加载方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将制备好的中间包含有通孔的圆柱型试样放到底座的试样台座上，将顶板带有凹槽的一侧朝上放置在试样的顶部，在试样外侧套上橡胶膜，橡胶膜上下两端分别箍套在顶板和试样台座的外缘；

2)在底座的密封槽内放置好密封圈，将轴压杆插入外压室顶部中心的圆孔中，之后将外压室罩在底座上，同时确保轴压杆的下端与顶板上部的凹槽对齐，用螺栓将外压室与底座固定压紧；

3)打开外压室顶部的排气孔，同时打开活塞缸底部的阀门，通过第一三通接头右侧连接的注水管向外压室和活塞缸的上部注水，直至外压室内的水从排气孔排出，此时活塞缸中的活塞处于最底部；

4)关闭排气孔和注水管的阀门，关闭四通接头右侧的泄压孔，从第二三通接头右侧的注浆管注入泥浆，泥浆首先充满试样的通孔，之后泥浆开始通过第二三通接头流入活塞缸的底部，此时外压室的压力和通孔的压力通过活塞缸保持同步增长，直至外压室的压力达到设定外压值，关闭活塞缸底部阀门，此时通孔的压力与外压室的压力相等；

5)继续注浆，试样的通孔压力逐渐增大，外压室的压力保持不变，直至试样劈裂，停止注浆；

6)同时打开四通接头右侧的内压泄压孔和第一三通接头右侧的注浆管进行内外同步泄压。