[發明專利]多場耦合作用室內柱浸試驗裝置

在審

• 申請號: 201711133687.6
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN108051305A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 卓毓龍;趙奎;王曉軍;韓建文
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N15/08
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

本發明公開了一種多場耦合作用室內柱浸試驗裝置，包括試樣承載桶、應力傳遞墊塊、臨時蓄液池、底部密封墊塊和控制閥；所述底部密封墊塊與試樣承載桶的底部組合；所述臨時蓄液池位于試樣承載桶內的試樣的上部；所述應力傳遞墊塊置于臨時蓄液池的上部；所述控制閥包括液體流入控制閥和液體流出控制閥。該裝置簡易、有效、適用性強，有效地解決了現有裝置使用單一且效果不佳的問題。

技術領域

本發明屬于巖土工程技術領域，具體涉及一種多場耦合作用室內柱浸試驗裝置。

背景技術

巖土體堆積狀散體力學特性及變形規律的研究在近年來一直是巖土工程領域的熱點問題，研究巖土體柱浸過程中的力學特性對采用堆浸、原地浸礦礦山的安全回采具有重要指導意義。目前堆浸法、原地浸礦法已經成為一種提取貧礦、尾礦、稀土礦等礦物中有用組分的一種有效、經濟的提取工藝。對于低品位礦石、難選礦石和廢石中的有用組分，堆浸是較為有效的提取方法；但由于堆浸、原地浸出過程中礦物內部應力結構鏈在上部礦堆產生的應力場、浸礦液入滲產生的滲流場以及化學場等多場耦合作用下發生破壞，改變了內部礦樣骨架所承受的有效應力即強度特性發生變化。為了研究柱浸過程中礦樣在多場耦合作用下的強度特性和變形機理，設計研發了多場耦合作用室內柱浸試驗裝置。

現有的試驗裝置并不能夠滿足室內試驗的要求，存在的弊端如下：(1)浸礦裝置：一般采用橡膠套、竹板等固定礦物，利用輸液管或噴灑的方式加入浸礦液；造成浸礦液流失嚴重，浸出液收集不完全嚴重影響試驗結果。(2)力學裝置：散體、巖土體的力學試驗通常采用剛性器件包裹礦物在壓力機上進行，無法同時實現浸礦液的滲流及礦物與浸礦液的化學反應，與礦山實際出入較大。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種多場耦合作用室內柱浸試驗裝置，該裝置簡易、有效、適用性強，有效地解決了現有裝置使用單一且效果不佳的問題。本發明結合達西定律、現場堆浸、原地浸礦的實際情況，設計了浸礦液入滲、浸礦液與礦物化學反應與應力施加集于一體的多場耦合作用室內柱浸試驗裝置。該裝置保證了滲流場、化學場和應力場可以同時發生作用；臨時蓄液池使浸礦液可以以面的形式均勻入滲，保證了試樣與浸礦液充分接觸且使得化學作用更加完全；水位管與承載桶連通保證了水位管內壓強與承載桶內壓強一致，可以時刻反應承載桶內浸礦液液面情況；整個試驗過程是在密閉的裝置中進行，保證了浸礦液與浸出液不外流，采集的試驗數據更加真實有效。

為此，本發明采用了以下技術方案：

一種多場耦合作用室內柱浸試驗裝置，包括試樣承載桶、應力傳遞墊塊、臨時蓄液池、底部密封墊塊和控制閥；所述底部密封墊塊與試樣承載桶的底部組合；所述臨時蓄液池位于試樣承載桶內的試樣的上部；所述應力傳遞墊塊置于臨時蓄液池的上部；所述控制閥包括液體流入控制閥和液體流出控制閥。

作為一種優選，所述試樣承載桶采用尼龍材料，管壁厚度為10mm；所述底部密封墊塊采用尼龍材料，實心；所述底部密封墊塊與所述試樣承載桶的底部通過螺紋進行組合。

作為一種優選，所述臨時蓄液池采用尼龍材料，中空；所述臨時蓄液池的橫截面為圓形，其外徑與試樣承載桶的內徑相等；所述臨時蓄液池的下部開有若干個出液口。

作為一種優選，所述應力傳遞墊塊采用剛性鋼材，實心圓柱體，底面直徑略小于試樣承載桶的內徑。

進一步地，所述試驗裝置還包括水位管和導液管；所述水位管采用透明PVC材料，水位管的一端位于距離試樣承載桶底部20mm處，另一端沿著試樣承載桶的軸線方向向上一定距離處布置，水位管的長度根據試樣承載桶的高度確定；導液管采用PVC軟管，位于液體流入控制閥和臨時蓄液池之間，用于將液體導入臨時蓄液池。

進一步地，所述試樣承載桶底部20mm處與水位管相對的一側安裝有液體流出控制閥；所述液體流出控制閥以及水位管與試樣承載桶連通的位置設有防堵塞網。

進一步地，所述防堵塞網采用尼龍材料，網狀；所述水位管上設有水位刻度。