一种岩土温度-渗透-应力-化学耦合多功能试验系统及其操作方法

专利主权项内容

1.岩土温度-渗透-应力-化学耦合多功能试验系统的操作方法，其特征在于，岩土温度-渗透-应力-化学耦合多功能试验系统包括竖向加载装置(1)、化学溶液隔离装置、压力控制装置、压力室(4)、体积变化测定装置(5)、温度控制装置(6)和计算机(7)，通过计算机(7)对竖向加载装置(1)、化学溶液隔离装置、压力控制装置、压力室(4)、体积变化测定装置(5)和温度控制装置(6)的控制，完成多种土工试验操作；化学溶液隔离装置包括第一化学溶液隔离装置(2-1)和第二化学溶液隔离装置(2-2)；所述的第一化学溶液隔离装置(2-1)和第二化学溶液隔离装置(2-2)均包括第一底座(2-8)、安装在第一底座(2-8)上的有机玻璃筒(2-7)，放置在有机玻璃筒(2-7)顶部的上盖(2-18)，通过压环(2-5)固定在有机玻璃筒(2-7)中部位置的膜片(2-6)，膜片(2-6)将有机玻璃筒分割为上部的上部腔体(2-9)和下部的下部腔体(2-10)；所述的上部腔体(2-9)与球阀(2-12)相连，球阀(2-12)通过第一管线(2-14)与第一电磁阀(2-16)相连；第二电磁阀(2-15)通过第二管线(2-13)与下部腔体(2-10)相连通；所述的上盖(2-18)、有机玻璃筒(2-7)和第一底座(2-8)通过拉杆(2-4)进行固定连接；所述的压力控制装置包括反压体积控制器(3-1)、围压体积控制器(3-2)、渗透压力体积控制器(3-3)和气压控制器(3-4)；所述的压力室(4)为双腔压力室，包括第二底座(4-24)、安装在第二底座(4-24)上的压力室内腔(4-1)和压力室外腔(4-2)，第二底座(4-24)上固定有试样底座(4-8)，试样底座(4-8)中心至边缘位置依次安装第一弯曲元(4-16)、第一圆环形陶土板(4-17)和第一圆环形透水石(4-18)；且第一圆环形陶土板(4-17)和第一圆环形透水石(4-18)与试样底座(4-8)之间分别设置有第一环形储水空腔(4-20)和第二环形储水空腔(4-19)，第一环形储水空腔(4-20)与第一通道(4-25)、第四通道(4-22)相连，第二环形储水空腔(4-19)与第二通道(4-23)相连通，所述的第一通道(4-25)、第四通道(4-22)和第二通道(4-23)的端部分别设置有第一高压球阀(4-30)、第二高压球阀(4-29)和第三高压球阀(4-28)；所述的压力室(4)的压力室内腔(4-1)内安装有内置荷重传感器(4-3)，内置荷重传感器(4-3)下方安装有反压帽(4-7)；在内置荷重传感器(4-3)与密封座(4-4)之间设置有两个导向环(4-5)，两个导向环(4-5)之间安装有O型圈(4-6)，以保证内置荷重传感器(4-3)的垂直度和测量精度；反压帽(4-7)位于试样(4-32)上方，试样(4-32)位于试样底座(4-8)上方；所述的反压帽(4-7)从中间至外边缘依次安装有第二弯曲元(4-15)、第二圆环形陶土板(4-14)和第二圆环形透水石(4-10)，第二圆环形陶土板(4-14)和第二圆环形透水石(4-10)与反压帽(4-7)之间分别设置有第三环形储水空腔(4-11)和第四环形储水空腔(4-13)，第三环形储水空腔(4-11)和第四环形储水空腔(4-13)分别与第七通道(4-12)和第六通道(4-9)相连通；所述的体积变化测定装置(5)包括转换箱(5-1)、与转换箱(5-1)相连的顶室(5-2)和固定在顶室(5-2)上的数显表(5-3)；所述的顶室(5-2)内部腔体由活塞(5-7)分割为第一储水腔体(5-6)和第二储水腔体(5-8)；所述的转换箱(5-1)的面板上安装有控制开关(5-4)和转向开关(5-5)，通过控制开关(5-4)和转向开关(5-5)不同的转向，可实现管路的不同连接方式；所述的温度控制装置(6)包括恒温箱(6-1)、第一温度传感器(6-2)、第二温度传感器(6-3)、第三温度传感器(6-4)和水浴循环管(6-5)；所述的恒温箱(6-1)包裹在压力室(4)的外部，第一温度传感器(6-2)、第二温度传感器(6-3)和第三温度传感器(6-4)分别位于恒温箱(6-1)、压力室内腔(4-1)和压力室外腔(4-2)中；所述的水浴循环管(6-5)位于压力室外腔(4-2)中，并紧贴压力室内腔(4-1)的侧壁；所述的化学溶液隔离装置、压力室(4)内的内置荷重传感器(4-3)、体积变化测定装置(5)中的数显表(5-3)、温度控制装置(6)的第一温度传感器(6-2)、第二温度传感器(6-3)和第三温度传感器(6-4)通过数据线分别与竖向加载装置(1)相连接；所述的竖向加载装置(1)和压力控制装置通过微控制单元与计算机(7)相连接，实现计算机(7)对试验过程的全自动控制；所述的压力室(4)安放在竖向加载装置(1)上，通过与压力室(4)相连接的温度控制装置(6)对压力室(4)内部进行温度控制；所述的第一化学溶液隔离装置(2-1)两端分别与压力室(4)和反压体积控制器(3-1)相连接，第二化学溶液隔离装置(2-2)两端分别与压力室(4)和渗透压力体积控制器(3-3)相连接；所述的体积变化测定装置(5)两端分别与压力室(4)中的压力室内腔(4-1)和围压体积控制器(3-2)相连接，并且围压体积控制器(3-2)另一出水口与压力室外腔(4-2)相连接；操作方法包括以下步骤：将体积变化测定装置(5)中的控制开关(5-4)旋转至“体积变化”，然后旋转转向开关(5-5)至“向上流动”，使围压体积控制器(3-2)与体积变化测定装置(5)的第二储水腔体(5-8)相连接，体积变化测定装置(5)的第一储水腔体(5-6)将与压力室内腔(4-1)相连通；在试验过程中，试样(4-32)的体积将发生变化，为维持试验中所需的压力室(4)中内腔(4-1)围压，围压体积控制器(3-2)向第二储水腔体(5-8)内注水、加压，第二储水腔体(5-8)挤压第一储水腔体(5-6)，活塞(5-7)上移，第一储水腔体(5-6)的无气水注入压力室(4)内腔(4-1)，数显表(5-3)测得活塞(5-7)上移量为Δh，顶室(5-2)内部腔体的截面积为S，则试样体积的总变形量为ΔV＝Δh×S。 百度搜索马 克 数 据 网