一种实时监测岩石裂纹扩展演化的实验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种实时监测岩石裂纹扩展演化的实验装置及试验方法，实验装置包括试样固定装置、图像采集装置、降雨装置和日照装置；本发明专利技术公开的实时监测岩石裂纹扩展演化的实验装置及试验方法，通过试样固定装置可以对试样进行固定，并模拟边坡岩体倾斜状态，通过降雨装置和日照装置的设置可以实现干湿循环的试验条件，并通过设置的图像采集装置实现对试样的状态进行实时采集，实现在干湿循环作用下岩石裂纹演化实时观测，有助于研究干湿循环下岩石裂纹时效演化机理。石裂纹时效演化机理。石裂纹时效演化机理。

【技术实现步骤摘要】
一种实时监测岩石裂纹扩展演化的实验装置及试验方法


[0001]本专利技术涉及岩石破坏试验
，特别是涉及一种实时监测岩石裂纹扩展演化的实验装置及试验方法。

技术介绍

[0002]地质资料显示，在我国西南地区二叠系、泥盆系地层中广泛分布着炭质泥岩，该类岩体富含黏土矿物和原生节理、裂隙，具有吸水易软化、崩解等特性。西南地区气候湿热、晴雨反复，开挖暴露的炭质泥岩路堑边坡受干湿循环作用风化崩解形成龟裂型裂纹，随着降雨入渗和热力传导沿坡面裂纹不断深入，裂纹由表及里扩展、连通，常常引发路堑边坡浅层失稳破坏。
[0003]因此弄清干湿循环作用下炭质泥岩路堑边坡裂纹扩展时效演化规律，对正确评价路堑边坡稳定性具有重要意义。当前缺乏可实时监测干湿循环过程软岩裂纹扩展的实验装置，为此，研制干湿循环作用下岩石裂纹演化实时观测系统，对揭示干湿循环下炭质泥岩路堑边坡裂纹时效演化机理具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种实时监测岩石裂纹扩展演化的实验装置及试验方法，以解决上述现有技术存在的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种实时监测岩石裂纹扩展演化的实验装置，包括：
[0006]试样固定装置；所述试样固定装置用于模拟不同坡度的边坡岩体空间状态；所述试样固定装置包括试样固定机构和试样调节机构，所述试样固定机构用于对试样进行固定，所述试样调节机构用于调节所述试样的倾斜角度；
[0007]图像采集装置；所述图像采集装置用于对试样进行实时监测；
[0008]降雨装置和日照装置；所述降雨装置和所述日照装置均与所述试样固定装置对应设置，所述降雨装置用于模拟大气降雨，所述日照装置用于模拟高温日晒。
[0009]优选的，还包括试验槽，所述试样固定装置设置在所述试验槽内；所述试样调节机构包括定位杆，所述试验槽底端中部开设有定位孔，所述定位杆滑动连接在所述定位孔内；所述定位孔两侧对称设置有伸缩杆，所述伸缩杆底端与所述试验槽的底板滑动连接；所述伸缩杆顶端铰接有连接板，所述试样固定机构固定连接在所述连接板远离所述伸缩杆的一侧。
[0010]优选的，所述试样固定机构包括与所述连接板固定连接的承托板，所述承托板远离所述连接板的一侧设置有四个L型拼接板，四个所述L型拼接板呈矩形布置；所述承托板上沿对角线方向开设有长孔，一所述L型拼接板通过所述长孔固定连接在所述承托板上，一所述L型拼接板滑动连接在所述长孔内，剩余所述L型拼接板与所述承托板板面滑动连接；相邻两所述L型拼接板之间设置有条板，所述条板两端分别与两所述L型拼接板可拆卸连
接；所述连接板与所述承托板之间设置有定位件，滑动连接在所述长孔内的所述L型拼接板通过所述定位件限位配合。
[0011]优选的，所述定位件包括定位板，所述定位板与所述长孔对应设置；所述连接板靠近所述承托板的一侧开设有定位槽，所述定位板滑动设置在所述定位槽内；滑动连接在所述长孔内的所述L型拼接板底端固定连接有定位盘，所述承托板靠近所述连接板的一侧开设有限位槽，所述限位槽与所述长孔对应设置，所述定位盘滑动连接在所述限位槽内；所述定位盘靠近所述定位板的一侧固定连接有若干个凸棱，所述定位板靠近所述定位盘的一侧开设有若干个凹槽，所述凸棱与所述凹槽相适配，所述定位盘与所述定位板通过所述凸棱、所述凹槽限位配合。
[0012]优选的，所述连接板上开设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有螺纹杆；所述定位板靠近所述连接板的一侧转动连接有连接头，所述连接头与所述螺纹杆固定连接。
[0013]优选的，还包括集水槽，所述集水槽固定连接在所述试验槽的底端；所述试验槽底部开设有排水口，所述排水口与所述集水槽连通；所述集水槽内设置有连接管，所述连接管顶端与所述排水口固定连接，所述连接管底端固定连接有过滤器；所述集水槽内设置有水泵，所述水泵通过供水管与所述降雨装置连通。
[0014]优选的，所述连接管内设置有封堵板，所述封堵板上开设有过流孔，所述封堵板与所述排水口对应设置，且所述封堵板与所述连接管内壁之间设置有间隙；所述集水槽内设置有横梁，所述横梁固定连接在所述定位杆底端；所述连接管管壁上开设有竖向通孔，所述横梁通过所述竖向通孔与所述封堵板固定连接；所述横梁上固定套设有密封套的一端，所述密封套的另一端与所述连接管外壁固定连接，所述竖向通孔位于所述密封套内。
[0015]优选的，所述供水管远离所述水泵的一端固定连接有旋转接头，所述供水管通过所述旋转接头连通有供水横管，所述供水横管通过所述旋转接头与所述供水管转动配合，所述降雨装置和所述日照装置均固定连接在所述供水横管的末端，且所述降雨装置和所述日照装置分别设置在所述供水横管相对的两侧，所述供水横管与所述降雨装置连通。
[0016]优选的，所述条板为伸缩板，所述条板两端均固定连接有连接片，所述连接片上开设有螺纹孔，所述L型拼接板两端均开设有螺纹槽，所述条板与所述L型拼接板通过螺栓固定。
[0017]一种实时监测岩石裂纹扩展演化试验方法，具体操作流程如下：
[0018]S1、将试样放入试样固定机构，通过调节试样固定机构尺寸对试样进行固定；
[0019]S2、调节试样调节机构，模拟边坡岩体倾斜状态；
[0020]S3、打开图像采集装置，并进行对标、调距操作，对试样进行实时监测；
[0021]S4、设置降雨装置流量，打开降雨装置开关模拟降雨，直到达到模拟降雨历时，关闭降雨装置开关；
[0022]S5、设置日照装置温度，打开日照装置模拟日照，直到达到模拟日照历时，关闭日照装置开关；
[0023]S6、重复S4～S5操作，完成目标试样的干湿循环；
[0024]S7、处理不同干湿循环次数的试样照片，对不同干湿循环的试样裂纹照片进行定性和定量分析。
[0025]本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术公开的实时监测岩石裂纹扩展演化的实验装
置及试验方法，通过试样固定装置可以对试样进行固定，并模拟边坡岩体倾斜状态，通过降雨装置和日照装置的设置可以实现干湿循环的试验条件，并通过设置的图像采集装置实现对试样的状态进行实时采集，实现在干湿循环作用下岩石裂纹演化实时观测，有助于研究干湿循环下岩石裂纹时效演化机理。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术实时监测岩石裂纹扩展演化的实验装置的结构示意图；
[0028]图2为本专利技术试样固定装置的结构示意图；
[0029]图3为本专利技术承托板的俯视图；
[0030]图4为本专利技术承托板的仰视图；
[0031]图5为本专利技术定位板与定位盘的连接关系示意图；
[0032]图6为本专利技术荷载加载机构与L型拼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实时监测岩石裂纹扩展演化的实验装置，其特征在于，包括：试样固定装置(1)；所述试样固定装置(1)用于模拟不同坡度的边坡岩体空间状态；所述试样固定装置(1)包括试样固定机构和试样调节机构，所述试样固定机构用于对试样进行固定，所述试样调节机构用于调节所述试样的倾斜角度；图像采集装置(2)；所述图像采集装置(2)用于对试样进行实时监测；降雨装置(3)和日照装置(4)；所述降雨装置(3)和所述日照装置(4)均与所述试样固定装置(1)对应设置，所述降雨装置(3)用于模拟大气降雨，所述日照装置(4)用于模拟高温日晒。2.根据权利要求1所述的实时监测岩石裂纹扩展演化的实验装置，其特征在于，还包括试验槽(5)，所述试样固定装置(1)设置在所述试验槽(5)内；所述试样调节机构包括定位杆(1
‑
1)，所述试验槽(5)底端中部开设有定位孔，所述定位杆(1
‑
1)滑动连接在所述定位孔内；所述定位孔两侧对称设置有伸缩杆(1
‑
2)，所述伸缩杆(1
‑
2)底端与所述试验槽(5)的底板滑动连接；所述伸缩杆(1
‑
2)顶端铰接有连接板(1
‑
3)，所述试样固定机构固定连接在所述连接板(1
‑
3)远离所述伸缩杆(1
‑
2)的一侧。3.根据权利要求2所述的实时监测岩石裂纹扩展演化的实验装置，其特征在于，所述试样固定机构包括与所述连接板(1
‑
3)固定连接的承托板(1
‑
4)，所述承托板(1
‑
4)远离所述连接板(1
‑
3)的一侧设置有四个L型拼接板(1
‑
5)，四个所述L型拼接板(1
‑
5)呈矩形布置；所述承托板(1
‑
4)上沿对角线方向开设有长孔(1
‑
6)，一所述L型拼接板(1
‑
5)通过所述长孔(1
‑
6)固定连接在所述承托板(1
‑
4)上，一所述L型拼接板(1
‑
5)滑动连接在所述长孔(1
‑
6)内，剩余所述L型拼接板(1
‑
5)与所述承托板(1
‑
4)板面滑动连接；相邻两所述L型拼接板(1
‑
5)之间设置有条板(1
‑
7)，所述条板(1
‑
7)两端分别与两所述L型拼接板(1
‑
5)可拆卸连接；所述连接板(1
‑
3)与所述承托板(1
‑
4)之间设置有定位件，滑动连接在所述长孔(1
‑
6)内的所述L型拼接板(1
‑
5)通过所述定位件限位配合。4.根据权利要求3所述的实时监测岩石裂纹扩展演化的实验装置，其特征在于，所述定位件包括定位板(1
‑
8)，所述定位板(1
‑
8)与所述长孔(1
‑
6)对应设置；所述连接板(1
‑
3)靠近所述承托板(1
‑
4)的一侧开设有定位槽(1
‑
9)，所述定位板(1
‑
8)滑动设置在所述定位槽(1
‑
9)内；滑动连接在所述长孔(1
‑
6)内的所述L型拼接板(1
‑
5)底端固定连接有定位盘(1
‑
10)，所述承托板(1
‑
4)靠近所述连接板(1
‑
3)的一侧开设有限位槽(1
‑
11)，所述限位槽(1
‑
11)与所述长孔(1
‑
6)对应设置，所述定位盘(1
‑
10)滑动连接在所述限位槽(1
‑
11)内；所述定位盘(1
‑
10)靠近所述定位板(1
‑
8)的一侧固定连接有若干个凸棱(1
‑
12)，所述定位板(1
‑
8)靠近所述定位盘(1
‑
10)的一侧开设有若干个凹槽(1
‑
13)，所述凸棱(1
‑
12)与所述凹槽(1
‑
13)相适配，所述定位盘(1
‑
10)与所述定位板(1
‑
8)通过所述凸棱(1
‑
12)、所述凹槽(1
‑
13)限位配合。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李盛南，李小华，任振华，曾宪桃，王军，梁桥，刘杰，曾智，李玉，彭辉华，段建，刘兆丰，周文权，张馨尤，刘延状，马凯，汪勤用，蔡诚秀，胡艺腾，
申请(专利权)人：湖南工程学院，
类型：发明
国别省市：