[发明专利]干湿循环耦合围压作用下岩体损伤的试验装置及方法

说明书

本发明属于岩石损伤与劣化试验技术领域，具体公开了一种干湿循环耦合围压作用下岩体损伤的试验装置及方法；装置包括试验箱，试验箱内放置待测岩样，待测岩样的上端水平设置隔离板，隔离板将试验箱分为上部加压区和下部试验区，隔离板与试验箱的内侧壁连接；试验箱的侧壁上分别对应开设有加压口和进水口；试验箱的底部还开设有通气孔；加压口连接有加压部件，进水口通过输水管连接有供水部件。本发明能够对岩体进行干湿循环作用的同时施加围压，模拟实际情况中的边坡岩体所处环境及受力，从而更真实的反映边坡岩体随时间的损伤情况。

技术领域

本发明涉及岩石损伤与劣化检测技术领域，具体涉及一种干湿循环耦合围压作用下岩体损伤的试验装置及方法。

背景技术

自然条件下，边坡体内地下水位附近的部分岩体经常处于干湿交替状态；特别地，对于库岸边坡，由于降雨及库水位升降等原因，岩体也往往处于干湿周期性交替的状态。这种干湿周期交替作用比长期浸泡对岩体的劣化要严重，属于“疲劳损伤”，其会随循环次数累积性发展。

当岩体处于干湿循环条件下且遭受围压作用时，劣化作用会显著降低岩体的整体强度及稳定性，并且会加剧应力波在岩体中的衰减。岩体强度的降低及对波能的大量耗散会使得岩体更快的达到崩裂临界状态，从而发生地质灾害。而现有研究只是单纯对干湿循环条件下岩石宏观力学参数进行研究或采用CT扫描技术在常规环境作用下进行岩石损伤检测，并没有专门针对边坡进行细致研究的方案，因此，如何准确地评估边坡岩体或库岸边坡在疲劳损伤和围压作用下的损伤性能对于这些地区的地质安全性来讲非常重要。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提出一种干湿循环耦合围压作用下岩体损伤的试验装置及方法，该装置能够对岩体进行干湿循环作用的同时施加围压，模拟实际情况中的边坡岩体所处环境及受力，从而更真实的反映边坡岩体随时间的损伤情况；该方法能够将边坡岩体的实际损伤过程量化，为边坡岩体的损伤机理及该处地质灾害的研究提供重要依据。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

(一)干湿循环耦合围压作用下岩体损伤的试验装置，包括上端开口的试验箱，所述试验箱的上端可拆卸安装有箱盖；

所述试验箱内放置有待测岩样，所述待测岩样的上端水平设置有隔离板，所述隔离板将试验箱分为上部加压区和下部试验区，所述隔离板与试验箱的内侧壁连接；所述试验箱的侧壁上分别对应开设有加压口和进水口；所述试验箱的底部还开设有通气孔；

所述加压口连接有加压部件，所述进水口通过输水管连接有供水部件。

本发明技术方案的特点和进一步的改进在于：

进一步地，所述待测岩样的中部套设有支撑板，所述支撑板与试验箱的内侧壁固定连接，且所述支撑板上开设有透水孔。

更进一步地，所述支撑板为网状支撑板。

进一步地，所述隔离板为软橡胶板或硅胶板。

更进一步地，所述隔离板的厚度为5-10mm。

进一步地，所述通气孔通过连接管连接有气泵。

更进一步地，所述连接管上设置有排水口。

更进一步地，所述试验箱的底部还开设有排水口，所述排水口连接有排水管。

进一步地，所述加压部件包含增压泵和油箱，所述加压口与油箱之间设置增压泵，所述加压口、增压泵和油箱通过输油管依次连通。

进一步地，所述供水部件包含水箱和水泵，所述进水口与水箱之间设置水泵，所述进水口、水泵和水箱通过输水管依次连通。

进一步地，所述输水管、输油管、连接管和排水管上分别设置有开关阀。

进一步地，所述输水管和输油管上分别设置有压力表。