可消除机械破坏的软岩崩解装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可消除机械破坏的软岩崩解装置及测试方法，其中，加热部件设置于所述水箱内，其用于对所述水箱内的液体加热；控温系统与所述加热部件连接，其用于对液体加热的控制；岩石碎屑颗粒筛选系统包括筛筒机构、升降机构和动力装置，所述筛筒机构内用于盛装岩石试样，所述筛筒机构置于所述容器内并与所述升降机构连接，所述升降机构与所述动力装置连接，由所述动力装置通过所述升降机构带动所述筛筒机构在所述容器的试验溶液中上下移动。通过本有利于分析研究水下不同流速、不同温度工况下软岩的崩解特征，能够为工程结构设计、地质灾害预测等提供更为全面、准确、可靠的建议。议。议。

【技术实现步骤摘要】
可消除机械破坏的软岩崩解装置及测试方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程
，具体涉及一种可消除机械破坏的软岩崩解装置及测试方法。

技术介绍

[0002]在我国软岩分布比较广泛，是土木工程建设中不可避免的一类岩土体，主要有泥岩、粉砂岩、红砂岩、凝灰岩等类型，无论哪类软岩，决定其物理力学特性的主要是粘土矿物，粘土矿物是粘结不同晶体矿物的胶结物，主要类型有蒙脱石、高岭石、伊利石等。由此组成的岩土体其胶结程度差，胶结物类型多为泥质胶结、砂质胶结，没有很强的抵抗水及抵抗风化的能力，遇水容易崩解软化、膨胀开裂。
[0003]对于软岩室内试验开始于1972年英国Franklin和Chandra开发的试验装置，随后Kongcagul与Ulusay（1999年）、Czerewko与Cripps（2001年）、Erugler与Ulusay（2009年）对该试验进行细节上的讨论。国际岩石力学学会(ISRM)在1979年推荐该试验用于岩石耐崩解系数的测试。美国材料实验协会(ASTM)在1990年将该试验作为标准编入土工试验规范中。我国2015年发布的《岩石物理力学性质试验规程》DZ/T 0276.9
‑
2015将该试验编入第9部分。目前该试验的存在以下不足：1）试验过程中筛筒与试样、试样与试样之间碰撞的机械破坏增大了耐崩解系数，较难反应溶液对软岩崩解程度的影响；2）试验结果与试样加工形状有较大的相关性；3）筛筒的孔径仅有2mm一种，难以构建岩石崩解颗粒累计曲线；4）试验设备没有控温装置，试验过程中水温偏差在
±
2℃，对试样影响较大。
[0004]由于上述现有技术的不足，使得按现有规程试验具有较大的系统误差，并且较难进行水流冲刷下不同工况的研究。为了能够更为精确、完整地进行岩石崩解试验，亟需研制出一种可消除机械破坏的软岩崩解测定装置，实现试验设备制作便捷，试验方法简单、高效，可重复的试验方案。
[0005]
技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种可消除机械破坏的软岩崩解装置及测试方法，旨在解决的技术问题之一是：现有试验系统误差较大，且较难进行在不同工况下进行水流冲刷研究的技术问题。
[0007]考虑到现有技术的上述问题，根据本专利技术公开的一个方面，本专利技术采用以下技术方案：一种可消除机械破坏的软岩崩解装置，其包括：水箱，其内用于盛装液体；加热部件，所述加热部件设置于所述水箱内，其用于对所述水箱内的液体加热；控温系统，所述控温系统与所述加热部件连接，其用于对液体加热的控制；容器，其设置于所述水箱内，所述容器内用于盛装试验溶液；
岩石碎屑颗粒筛选系统，所述岩石碎屑颗粒筛选系统包括筛筒机构、升降机构和动力装置，所述筛筒机构内用于盛装岩石试样，所述筛筒机构置于所述容器内并与所述升降机构连接，所述升降机构与所述动力装置连接，由所述动力装置通过所述升降机构带动所述筛筒机构在所述容器的试验溶液中上下移动。
[0008]为了更好地实现本专利技术，进一步的技术方案是：进一步地，所述升降机构包括与所述动力装置连接的可升降支架和与所述筛筒机构连接的杆件，所述可升降支架与所述杆件连接。
[0009]进一步地，所述可升降支架和/或所述杆件为金属。
[0010]进一步地，所述容器为量杯。
[0011]进一步地，所述筛筒机构包括由内至外孔径依次变小的至少两个筛筒构成。
[0012]进一步地，所述筛筒机构包括五个筛筒，其由内至外孔径依次为10mm、5mm、2mm、1mm和0.5mm。
[0013]进一步地，所述筛筒机构中各个筛筒分别通过限位装置与升降机构固定连接。
[0014]进一步地，还包括：控制面板，其用于对所述控温系统和所述动力装置的控制。
[0015]进一步地，所述控温系统的控温范围为0
‑
50℃，温控精度0.5℃。
[0016]本专利技术还可以是：一种软岩崩解测试方法，其包括：步骤（a）：将软岩放入105℃
‑
110℃温度下的干燥箱中烘干并恒重，在干燥器内冷却至室温称重，质量为M
d
；以及分别称重洁净筛筒的质量m
r
；步骤（b）：将10mm、5mm、2mm、1mm和0.5mm的筛筒安装在杆件上，将岩石试样放入孔径为10mm的筛筒内；步骤（c）：将水箱内注入液体，容器内注入试验溶液，并设定试验温度，待水箱内的液体温度恒定；步骤（d）：将装有岩石试样的筛筒机构放入容器中，连接杆件与可升降支架，使筛筒机构提升至最高处时岩石试样仍全部浸泡在试验溶液中，设定筛筒机构提升速度60
‑
4000mm/分钟，设定试验时间5
‑
15分钟；步骤（e）：将停止运动的筛筒机构从容器中取出，置入105℃
‑
110℃温度下的干燥箱中烘干并恒重，取出孔径为0.5mm、1mm、2mm、5mm和10mm的筛筒并分别称量筛筒加筛筒内残留试样的质量M
idr
；步骤（f）：将装有残留试样的筛筒依次安装在杆件上并放入容器中，连接杆件与可升降支架，重复(d)
‑
(e)，试验重复次数3
‑
10次。
[0017]步骤（g）：计算耐崩解率系数步骤（g）：计算耐崩解率系数，其中i代表循环次数；步骤（h）：绘制各次循环的级配曲线，得到曲线与x轴包围的颗粒级配面积S
i
，其中i为循环次数；步骤（m）：得到崩解率系数，其中i为循环次数，S为含量为100%与x轴包围的
面积。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果之一是：本专利技术的一种可消除机械破坏的软岩崩解装置及测试方法，其装置结构简单、易于产业化、操作方便，可进行不同工况的科学、生产研究；通过使用本装置可消除机械破坏对试验的影响，并可快速获得不同流速、不同循环、不同温度下软岩崩解试验过程中颗粒级配曲线，有利于分析研究水下不同流速、不同温度工况下软岩的崩解特征，能够为工程结构设计、地质灾害预测等提供更为全面、准确、可靠的建议，为工程结构设计、地质灾害预测提供参考。
[0019]附图说明
[0020]为了更清楚的说明本申请文件实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是对本申请文件中一些实施例的参考，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图得到其它的附图。
[0021]图1为根据本专利技术一个实施例的可消除机械破坏的软岩崩解测定装置的立体示意图。
[0022]图2为根据本专利技术一个实施例的可消除机械破坏的软岩崩解测定装置的俯视示意图。
[0023]图3为根据本专利技术一个实施例的可消除机械破坏的软岩崩解测定装置的正视示意图。
[0024]图4为根据本专利技术一个实施例的可消除机械破坏的软岩崩解测定装置的左视示意图。
[0025]图5为根据本专利技术一个实施例的可消除机械破坏的软岩崩解测定装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可消除机械破坏的软岩崩解装置，其特征在于包括：水箱（4），其内用于盛装液体；加热部件（6），所述加热部件（6）设置于所述水箱（4）内，其用于对所述水箱（4）内的液体加热；控温系统（5），所述控温系统（5）与所述加热部件（6）连接，其用于对液体加热的控制；容器（3），其设置于所述水箱（4）内，所述容器（3）内用于盛装试验溶液；岩石碎屑颗粒筛选系统（2），所述岩石碎屑颗粒筛选系统（2）包括筛筒机构（22）、升降机构和动力装置，所述筛筒机构（22）内用于盛装岩石试样，所述筛筒机构（22）置于所述容器（3）内并与所述升降机构连接，所述升降机构与所述动力装置连接，由所述动力装置通过所述升降机构带动所述筛筒机构（22）在所述容器（3）的试验溶液中上下移动。2.根据权利要求1所述的可消除机械破坏的软岩崩解装置，其特征在于所述升降机构包括与所述动力装置连接的可升降支架（24）和与所述筛筒机构（22）连接的杆件（23），所述可升降支架（24）与所述杆件（23）连接。3.根据权利要求2所述的可消除机械破坏的软岩崩解装置，其特征在于所述可升降支架（24）和/或所述杆件（23）为金属。4.根据权利要求1所述的可消除机械破坏的软岩崩解装置，其特征在于所述容器（3）为量杯。5.根据权利要求1所述的可消除机械破坏的软岩崩解装置，其特征在于所述筛筒机构（22）包括由内至外孔径依次变小的至少两个筛筒构成。6.根据权利要求5所述的可消除机械破坏的软岩崩解装置，其特征在于所述筛筒机构（22）包括五个筛筒，其由内至外孔径依次为10mm、5mm、2mm、1mm和0.5mm。7.根据权利要求5或6所述的可消除机械破坏的软岩崩解装置，其特征在于所述筛筒机构（22）中各个筛筒分别通过限位装置（21）与升降机构固定连接。8.根据权利要求5或6所述的可消除机械破坏的软岩崩解装置，其特征在于还包括：控制面板（1），其用于对所述控温系统（5）和所述动力装置的控制。9.根据权利要求5或6所述的可消除机械...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春山，
申请(专利权)人：中国地质调查局成都地质调查中心西南地质科技创新中心，
类型：发明
国别省市：