[發明專利]一種巖石硬度測定方法以及測定儀器

有效

• 申請號: 201310385148.7
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103439204A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 王昌益;孫潔
• 申請（專利權）人: 王昌益
• 主分類號: G01N3/40
• 分類號: G01N3/40
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

技術領域

本發明涉及一種巖石硬度測定方法以及測定儀器，其屬于巖土力學基礎理論與應用技術領域。

背景技術

礦物巖石硬度測定方法問題是巖石力學和礦物學中的最基本問題之一，能否正確認識礦物巖石硬度與探測作用之間的關系是決定能否正確掌握礦物巖石硬度探測、分析、計算科學方法的關鍵。

硬度不只用于檢測礦物的力學性質，也常被用于檢測巖石和工業材料的硬度性質。硬度是反映材料抵抗壓、磨等作用的能力的一種性質，體現所受的作用量與它在作用下產生的變形量之間關系規律的一種特征。

目前，人們用于研究礦物、巖石硬度所采用的方法，具有一定缺陷。如摩氏方法（摩氏硬度計），用已知硬度的礦物（如滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、正長石、石英、黃玉、剛玉、金剛石）刻劃被測定礦物，從而大致確定礦物和巖石的硬度范圍。即，觀察被刻劃礦物表面有無刻痕，若有刻痕，則被刻樣品硬度大于已知硬度礦物的硬度（硬度計）。例如某礦物能被石英所刻動，但不能被長石所刻動，則礦物的硬度必介于6－7之間，該礦物的硬度可以大致確定為6.5。這種硬度探測、分析、計算方法具有大致性、不精確性。

一般來說，大多數礦物、巖石都具有不穩定性，礦物或巖石相同，但取自不同地殼位置，由于它們經歷的作用和風化歷史不同，它們的硬度就會不同。例如，相同礦物組成的巖層，從地表到一定深度，其硬度具有變化性，風化強烈的地表處硬度低，風化程度低的深處硬度高。只有部分礦物受風化程度的影響較小。也就是說，礦物巖石的硬度具有不確定性，測定硬度的方法與儀器應該具有準確性，應該能夠測定各種硬度變化，硬度的微小差異都應該能夠測定出來，即介于滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、正長石、石英、黃玉、剛玉、金剛石這十種礦物硬度之間的硬度差異都應該準確測定出來。然而，傳統礦物巖石的硬度測定方法與儀器都很難做到這一點。另外，硬度是巖石礦物的一種力學性質，其測定方法與巖石力學性質的測定方法具有統一性，而傳統硬度計量與測定方法反映不出這種統一性規律。這種不足大大減小了硬度參數的實際應用范圍。

發明內容

本發明針對人們對于巖石硬度測定的精確度較差的不足，提供一種巖石硬度測定方法以及測定儀器。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種巖石硬度測定方法，通過等穿透力、穿透時間、穿透作用量之間的關系得出巖石的硬度新公式為所述A＝FΔt，A₁＝FΔt₁；其中，

T表示相對于等厚度標準硬度礦物的相對硬度，簡稱巖石的硬度；

F表示等穿透力；

A表示等厚度標準硬度礦物的穿透作用量；

A₁表示等厚度待測硬度的巖石的穿透作用量；

△t表示等厚度標準硬度礦物的穿透時間；

△t₁表示等厚度待測硬度的巖石的穿透時間。

一種巖石硬度測定儀器，包括支架，所述支架底部設有帶鉆孔的托盤；所述支架內部設有電鉆，所述電鉆由聯軸安裝在支架上，所述電鉆上通過彈簧設有鉆頭；所述電鉆上設有電子儀表，所述電鉆和電子儀表均由設在鉆頭上的開關按鈕控制。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：基于作用學關于作用是現象的定量理論，解決現有巖石礦物硬度測定粗略性問題，這對基礎理論科學、基礎理論應用科學、巖土工程科學的發展與完善都有著重要意義。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述電鉆由升降桿和支撐架安裝在支架上；所述托盤底部設有支腳。

采用上述進一步方案的有益效果是：通過調整升降桿來微量調整電鉆的高度；支腳的設置，使得在使用時不必借用其它結構支撐，使用更加方便。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為圖1的A-A向剖視圖；

圖3為本發明的托盤的結構示意圖。

在圖中，1、聯軸；2、電鉆；3、支撐架；4、升降桿；5、電子儀表；6、彈簧；7、開關按鈕；8、鉆頭；9、支腳；10、托盤；11、鉆孔；12、支架。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。

一種巖石硬度測定方法，通過等穿透力、穿透時間、穿透作用量之間的關系得出巖石的硬度新公式為所述A＝FΔt，A₁＝FΔt₁；其中，

T表示相對于等厚度標準硬度礦物的相對硬度，簡稱巖石的硬度；