[發明專利]壓力式巖石軟化裝置

無效

• 申請號: 201210059620.3
• 申請日: 2012-03-08
• 公開（公告）號: CN102607915A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 蔣中明;付宏淵;秦衛星;張新敏
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N3/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 鄧建輝

技術領域

本發明涉及一種巖石軟化裝置，特別是涉及一種用于水利水電工程、地下工程、交通工程、石油工程等領域巖石軟化強度的測試，尤其是針對不同開挖卸荷分區部位的巖石軟化強度測量的壓力式巖石軟化裝置。

背景技術

現有技術條件下，巖體軟化強度測試方法是首先對巖石加工成直徑50mm，長度100mm的試件，然后采用浸水法使試件達到飽和狀態，再進行單軸抗壓強度試驗，得到的結果就是軟化后的巖石強度；通過對比天然含水率或干燥狀態下的巖石試件的抗壓強度，可獲得軟化系數。這種方法得到的巖石軟化強度對應的是巖石中應力得到解除后的軟化強度。事實上，即使常年處于地下水飽和狀態下的巖石，其強度由于受到地應力的影響，巖石強度軟化效應明顯小于應力解除后的軟化效應。為彌補現有軟化試驗測試技術中巖石飽和過程中應力解除對巖石強度特性的影響，提出可考慮環境應力影響的巖石浸水飽和軟化裝置。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，針對現有巖石飽和軟化過程中不能反映應力對軟化特性影響的不足之處，提供一種能考慮應力影響和批量處理巖石試件軟化的壓力式巖石軟化裝置。

為了解決上述技術問題，本發明提供的壓力式巖石軟化裝置，在密封容器的容器底板上設置至少一個試件底座，所述的試件底座設置有透水孔與出水管網相連通，在所述的密封容器內設置有與所述的試件底座數量相等且兩兩對正設置的試件頂蓋，每個所述的試件頂蓋設置有進水孔并與進水管網相連接，巖石試件的兩端固定安裝在所述的試件底座與所述的試件頂蓋之間且巖石試件的側外壁包裹有一層密封軟膜使所述的巖石試件與所述的密封容器的內腔密封隔開，所述的密封容器連接有高壓進水閥和壓力表。

所述的密封容器為圓柱形密封容器，所述的圓柱形密封容器由容器底板、容器側壁和容器頂蓋板組成，且在所述的容器頂蓋板與所述的容器側壁之間設置有橡膠密封圈，通過緊固螺栓密封連接。

所述的圓柱形密封容器的內徑為700mm、凈空高為240mm，所述的試件底座為30個，每個所述的試件底座的直徑為50mm。

所述的密封軟膜為橡膠膜。

采用上述技術方案的壓力式巖石軟化裝置，試件頂蓋設置進水孔與進水管網相連接，巖石試件飽和所需的水通過進水管網進入到巖石試件中對巖石進行浸泡軟化，并通過出水管網流出，容器頂蓋板與容器側壁之間設置橡膠密封圈，通過緊固螺栓將容器進行密封連接，以承擔通過高壓進水閥進入到密封容器中的水壓力，密封容器中的巖石試件的壓力由壓力表測讀和高壓進水閥控制。

本發明利用巖石試件上包裹的橡膠膜將巖石試件與密封容器中的水分隔開來，密封容器中的水壓力通過橡膠膜將壓力傳遞到巖石試件上，實現對巖石試件施加不同級別的應力，以反映應力對巖石軟化性能的影響。軟化巖石試件的水與對巖石試件施加應力的水體相互獨立，軟化巖石試件的水為低壓水，而對巖石試件施加應力的容器中的水為高壓水。由于設置高壓進水閥，當密封容器中的壓力達到設計值后，關閉高壓進水閥，即可進行巖石試件的長期軟化試驗。該裝置設計合理，結構簡單，操作方便。

綜上所述，本發明通過在軟化容器中的巖石試件包裹橡膠膜，利用密封容器中的水壓力來實現對軟化巖石試件應力的控制，軟化巖石試件的水體與施加應力的水體相互獨立。同時由于設置了高壓進水閥，可在關閉高壓水泵情況下長期保持容器中的壓力。該裝置為進一步完善巖石軟化特性測試技術和方法提供了基礎。

附圖說明

圖1是巖樣軟化容器剖面圖。

圖2是巖樣軟化容器平面圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。

參見圖1和圖2，由容器底板6、容器側壁8和容器頂蓋板7組成內徑為700mm、凈空高為240mm的圓柱形密封容器，且在容器頂蓋板7與容器側壁8之間設置有橡膠密封圈9，通過緊固螺栓10密封連接，在容器底板6上設置30個試件底座2，每個試件底座2的直徑為50mm，試件底座2設置有透水孔與出水管網5相連通，在圓柱形密封容器內設置有與試件底座2數量相等且兩兩對正設置的試件頂蓋3，每個試件頂蓋3設置有進水孔并與進水管網4相連接，巖石試件1的兩端固定安裝在試件底座2與試件頂蓋3之間且巖石試件1的側外壁包裹有一層橡膠膜13使巖石試件1與圓柱形密封容器的內腔密封隔開，圓柱形密封容器的容器側壁8連接有高壓進水閥12和壓力表13，進水管網4和出水管網5均連接有低壓閥門11。