專利名稱：一種真三軸試驗中巖樣的密封裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及巖石真三軸試驗技術領域，更具體本發明涉及一種真三軸試驗中 巖樣的密封裝置，它適用于巖石真三軸試驗。
背景技術：
巖石真三軸試驗系統(True triaxial testing system: TTS)能夠模擬三軸應力不 等條件下巖石的力學特性。相對于常規三軸試驗，真三軸試驗更能解釋自然應力 狀態下巖石的力學形為。
大部分的真三軸試驗的巖樣為長方體(或者立方體)，有著個六面且可以在 正交的三個方向上受到大小不同的均勻的荷載。真三軸試驗機根據荷載的類型可 分為剛性加載式、柔性加載式以及混合加載式，其中以茂木式"二剛一柔"的混 合型加載結構為目前主流的真三軸加載形式。在茂木式真三軸試驗中，巖樣通過 有機硅膠連接和密封與兩對承壓墊塊封裝而形成一個不滲油的整體放置于油壓 真三軸壓力室中進行加載。然而，為了克服巖樣受剛性加載的四個面上兩對承壓 墊塊在巖樣變形后相互低觸，將中間主應力方向的承壓墊塊的長度設計略小于巖 樣的長度而形成一個空白角，從而造成在加載過程中巖樣棱角處的應力集中，嚴 重影響試驗的結果。
發明內容
鑒于現有巖石真三軸試樣中巖樣的封裝的上述缺陷，本發明的目的是在于提 供了一種真三軸試驗中巖樣的密封裝置，該裝置結構簡單，操作簡便，其能完好
的適應茂木式真三軸"二剛一柔"的加載方法，并解決了空白角而造成的巖樣應 力集中問題。
為了實現上述目的，本發明采用以下技術措施一種真三軸試驗中巖樣的密封裝置，該裝置包括承壓墊塊，密封橡膠條，硅 膠涂層，巖樣，減磨墊片，其連接關系是
使用兩對的承壓墊塊，分別放置在巖樣兩個方向進行剛性加載的四個端部 上。每個承壓墊塊的長度大于巖樣該端部的長度，寬度則略大于巖樣該端部的寬 度。.
每個承壓墊塊與巖樣端部之間需安放減磨墊片，減磨墊片是由聚四氟乙稀 片、紫銅片和固體減磨材料如石墨或者氧化鋯組成。聚四氟乙稀片和紫銅片均與 巖樣的端部大小一致，將固體減磨材料夾在中間，制作減磨墊片時確保固體減磨 材料均勻分布在聚四氟乙稀片和紫銅片之間。減磨墊片的紫銅片一面貼著巖樣， 另一面則貼著承壓墊塊。
在巖樣剩下進行柔性油壓加載的兩個端部涂上有機硅膠并覆蓋承壓墊塊超 出密封橡膠條位置，放入烘箱中以11(TC烘干約3小時后，有機硅膠被烘干成具 有很好彈性的硅膠層，因此，承壓墊塊形和硅膠層成了一個密閉的整體。
如上所述的承壓墊塊，每個墊塊的上設計一凹槽，并將一橡膠條放置其中， 在兩個承壓墊塊接觸的拐角處起到密封作用。橡膠條比凹槽略長用，能于硅膠層 有較好的接觸。
如上所述的互扣式承壓墊塊，在加載過程中，墊塊相對發生移動，從而使巖 樣始終處于中間位置，且不留出任何空白加載帶。
本發明與現有的茂木式的真三軸試驗系統以及相類似的真三軸試驗系統相 結合。具體是將本發明的裝置放心油壓真三軸壓力室中，待壓力室充滿油并維持 恒定的油壓后，加載系統通過三軸室上安裝的四個活塞對四個承壓墊塊進行加 載。
本發明的有益效果是，本發明裝置易行，操作簡便，其能完好的適應茂木式 真三軸"二剛一柔"的加載裝置，本發明的真三軸試驗中巖樣的密封裝置能夠有 效的消除加載過程空白角，使真三軸試驗結果更加符合實際，并解決了空白角而 造成的巖樣應力集中問題。
圖1為一種真三軸試驗中巖樣的密封裝置結構示意4圖2為一種承壓墊塊示意圖3為一種巖樣安裝的俯視示意其中l一承壓墊塊(1-1、 1-2、 1-3、 l-4共4個)；2—密封橡膠條(2-1、 2陽2、 2-3、 2-4共4個)；3l膠層；4一巖樣；5~^咸磨墊片(5-1、 5-2、 5-3、 5-4共4個)。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步的說明
一種真三軸試驗中巖樣的密封裝置，該裝置包括承壓墊塊1-1、 1-2、 1-3、 1-4，密封橡膠條2-l、 2-2、 2-3、 2-，硅膠涂層3，巖樣4，減磨墊片5-l、 5-2、 5-3、 5-4，其連接關系是根據圖l、 2、 3所示，四個承壓墊塊l-l、 1-2、 1-3、 l-4分別放置在巖樣4的四個端部上，每個承壓墊塊l-l、 1-2、 1-3、 1-4 一端與 巖樣4對齊，并首尾相連形成互扣式。每個承壓墊塊l-l、 1-2、 1-3、 1-4靠近巖 樣4端部一面上有一凹槽，并將一密封橡膠條2-l、 2-2、 2-3、 2-4放置其中，且 密封橡膠條2-l、 2-2、 2-3、 2-4比凹槽略長。巖樣4的四個端部和四個承壓墊塊
1- 1、 1-2、 1-3、 l-4之間放置一片與巖樣4的端部大小一致的減磨墊片5-l、 5-2、 5-3、 5-4，用來減小端部摩擦和試驗加載中阻止承壓墊塊1-1、 1-2、 1-3、 1-4移 動4的摩擦力。在巖樣4的另外兩個沒有承壓墊塊1-1、 1-2、 1-3、 l-4的端部涂 上有機硅膠，并有機硅膠覆蓋在承壓墊塊l-l、 1-2、 1-3、 1-4上，并能將伸出的 密封橡膠條2-l、 2-2、 2-3、 2-4覆蓋，放入烘箱中以ll(TC烘干約3小時后形成 一定厚度的硅膠層3。
如圖1、 3所示，每個承壓墊塊l-l、 1-2、 1-3、 1-4在加載過程中會受另外 一個承壓墊塊l-l、 1-2、 1-3、 l-4擠壓而相互運動，從而在加載過程中不露任何 空白角。 、
如圖1、 3所示，由承壓墊塊l-l、 1-2、 1-3、 1-4、密封橡膠條2-l、 2-2、 2-3、
2- 4和硅膠涂層3在承壓墊塊1-1、 1-2、 1-3、 1-4受較小壓力后并形成一個密封 一個整體。由于硅膠層3具有較好的彈性，即使在加載過程中承壓墊塊l-l、 1-2、 1-3、 l-4有較大的位移，上述組成仍是一個密封整體。
本發明與現有的茂木式的真三軸試驗系統以及相類似的真三軸試驗系統相結合。具體是將本發明的裝置放入油壓真三軸壓力室中，待壓力室充滿油并維持 恒定的油壓后，加載系統通過三軸室上安裝的四個活塞對四個承壓墊塊1-1、 1-2、 1-3、 l-4進行加載。
本發明的一種真三軸試驗中巖樣的密封裝置，采用四個互扣式承壓墊塊l-l、
1- 2、 1-3、 1-4，承壓墊塊l-l、 1-2、 1-3、 1-4之間接觸處放置密封橡膠條2-l、
2- 2、 2-3、 2-4，并在另外兩個端部涂上有機硅膠，烘干后形成硅膠層3，有效的 解決了真三軸加載密封問題，同時也消除了茂木式真三軸試驗中空白角問題。
本發明的巖樣密封裝置可用于巖石真三軸試驗中。
權利要求
1、一種真三軸試驗中巖樣的密封裝置，該裝置包括承壓墊塊(1-1、1-2、1-3、1-4)、硅膠涂層(3)、(巖樣4)、減磨墊片(5-1、5-2、5-3、5-4)，其特征在于四個承壓墊塊(1-1、1-2、1-3、1-4)分別放置在巖樣(4)的四個端部上，承壓墊塊(1-1、1-2、1-3、1-4)與巖樣(4)端部之間需安放減磨墊片(5-1、5-2、5-3、5-4)，承壓墊塊(1-1、1-2、1-3、1-4)一端與巖樣(4)對齊，首尾相連形成互扣式。
2、根據權利要求1所述的一種真三軸試驗中巖樣的密封裝置，其特征在于: 所述的承壓墊塊(1-1、 1-2、 1-3、 1-4)靠近巖樣(4)端部一面上有一凹槽，將 密封橡膠條(2-1、 2-2、 2:3、 2-4)放置其中。
3、根據權利要求1所述的一種真三軸試驗中巖樣的密封裝置，其特征在于 所述的在巖樣(4)的另外兩個沒有承壓墊塊(1-1、 1-2、 1-3、 1-4)的端部涂上 有機硅膠，有機硅膠覆蓋在承壓墊塊(1-1、 1-2、 1-3、 1-4)上，并將伸出的密 封橡膠條(2-1、 2-2、 2-3、 2-4)覆蓋，放入烘箱中以ll(TC烘干3小時后形成硅 膠層(3)。
4、根據權利要求1所述的一種真三軸試驗中巖樣的密封裝置，其特征在于 所述的減磨墊片(5-1、 5-2、 5-3、 5-4)由聚四氟乙稀片、紫銅片和固體減磨材 料組成，聚四氟乙稀片和紫銅片均與巖樣(4)的端部大小一致，將固體減材料 夾在中間，減磨墊片(5-1、 5-2、 5-3、 5-4)的紫銅片一面貼著巖樣(4)，另一 面貼著承壓墊塊(1-1、 1-2、 1-3、 1-4)。
全文摘要
本發明公開了一種真三軸試驗中巖樣的密封裝置，該裝置包括承壓墊塊，密封橡膠條，硅膠涂層，巖樣，減磨墊片。四個的承壓墊塊，分別放置在巖樣兩個方向進行剛性加載的四個端部上，四個承壓墊塊按順序且每個承壓墊塊一端與巖樣對齊形成互扣式，承壓墊塊與巖樣端部安放減磨墊片，減磨片是由聚四氟乙烯片、紫銅片和固體減磨材料如石墨或者氧化硞等組成，并將紫銅片一面貼在巖石端部，在巖樣剩下進行柔性加載的兩個端部涂上有機硅膠并覆蓋承壓墊塊，放入烘箱中烘干后，巖樣和承壓墊塊形成了一個密閉的整體。本發明裝置結構簡單，操作簡便，適應茂木式真三軸式二剛一柔的加載方法，解決了空白角而造成的巖樣應力集中問題。
文檔編號G01N3/00GK101498633SQ20091006108
公開日2009年8月5日 申請日期2009年3月11日 優先權日2009年3月11日
發明者馮夏庭, 李小春, 露 石 申請人:中國科學院武漢巖土力學研究所