[發明專利]軟巖填料劣化試驗方法

有效

• 申請號: 201711287648.1
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108020472B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 黃斌;齊添;劉先榮;張煥亨;盧繼忠;王云卿;傅旭東;溫嘉華;張雨廷;王永康;鄭熠迪
• 申請（專利權）人: 武漢大學;廣州環保投資集團有限公司
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

1.一種軟巖填料劣化試驗方法，試驗設備包括三軸儀和試樣，所述三軸儀包括豎向荷載加載、穩壓、控制系統，周圍壓力加載、穩壓、控制系統，三軸壓力室，反力框架，位移、體變量測系統和荷載傳感器，其特征在于：所述試驗設備還包括熱風進氣系統、抽排氣系統、反壓系統和帶外體變測量的圍壓系統；所述熱風進氣系統位于試樣底部，所述抽排氣系統位于試樣頂部，所述反壓系統位于試樣底部，所述帶外體變測量的圍壓系統位于三軸壓力室內、試樣外側；所述反壓系統包括硫酸鈉溶液和反壓飽和罐，硫酸鈉溶液位于反壓飽和罐中，并通過管路與三軸壓力室連接，用于對試樣底部施加硫酸鈉溶液反壓，實現濕循環與鹽脹循環；所述帶外體變測量的圍壓系統通過管路與三軸壓力室連接，用于對三軸壓力室內的試樣施加圍壓與測量試樣的體積變化；所述熱風進氣系統和抽排氣系統均通過管路與三軸壓力室連接，分別用于對試樣底部進熱氣和對試樣頂部抽排氣，實現干循環；包括以下步驟：

(1)按確定的級配、設計密度或壓實度、最優含水率制備三軸試樣，試樣不進行抽真空飽和；

(2)將試樣安裝到三軸儀上，施加預設圍壓進行各向等壓固結或偏壓固結；

(3)制備硫酸鈉飽和溶液，并注入反壓飽和罐中，等試樣固結完成后，進行硫酸鈉溶液的反壓飽和，試驗環境溫度與溶液溫度控制在20℃～25℃范圍；

(4)進行多次循環：第1循環，用硫酸鈉溶液飽和20小時，通氣4小時；第2～5循環，用硫酸鈉溶液飽和4小時，通氣4小時；第6循環，清水飽和4小時，通氣4小時；

(5)6次濕干循環后，用清水對試樣進行反壓飽和，待固結穩定后再進行三軸CD剪切試驗。

2.根據權利要求1所述的一種軟巖填料劣化試驗方法，其特征在于：對軟巖填料進行劣化前后本構關系的對比，獲得劣化前后軟巖填料的應力-應變關系；開展不同壓實度條件下的劣化模擬試驗，建立不同壓實度的軟巖填料劣化后的本構關系；根據不同壓實度條件下軟巖填料劣化后的力學性質，確定軟巖填料的最佳壓實度；根據該壓實度開展現場碾壓試驗，用于指導工程施工。

3.一種軟巖填料劣化試驗方法，試驗設備包括三軸儀和試樣，所述三軸儀包括豎向荷載加載、穩壓、控制系統，周圍壓力加載、穩壓、控制系統，三軸壓力室，反力框架，位移、體變量測系統和荷載傳感器，其特征在于：所述試驗設備還包括熱風進氣系統、抽排氣系統、反壓系統和帶外體變測量的圍壓系統；所述熱風進氣系統位于試樣底部，所述抽排氣系統位于試樣頂部，所述反壓系統位于試樣底部，所述帶外體變測量的圍壓系統位于三軸壓力室內、試樣外側；所述反壓系統包括硫酸鈉溶液和反壓飽和罐，硫酸鈉溶液位于反壓飽和罐中，并通過管路與三軸壓力室連接，用于對試樣底部施加硫酸鈉溶液反壓，實現濕循環與鹽脹循環；所述帶外體變測量的圍壓系統通過管路與三軸壓力室連接，用于對三軸壓力室內的試樣施加圍壓與測量試樣的體積變化；所述熱風進氣系統和抽排氣系統均通過管路與三軸壓力室連接，分別用于對試樣底部進熱氣和對試樣頂部抽排氣，實現干循環；包括以下步驟：

(1)按確定的級配、設計密度或壓實度、最優含水率制備三軸試樣，試樣不進行抽真空飽和；

(2)將試樣安裝到三軸儀上，施加預設圍壓進行各向等壓固結或偏壓固結；

(3)制備硫酸鈉飽和溶液，并注入反壓飽和罐中，等試樣固結完成后，保持有效圍壓不變，進行硫酸鈉溶液的反壓飽和，試驗環境溫度與溶液溫度控制在20℃～25℃范圍；

(4)進行多次循環：第1循環，用硫酸鈉溶液飽和20小時，通氣4小時；第2～5循環，用硫酸鈉溶液飽和4小時，通氣4小時；第6循環，清水飽和4小時，通氣4小時；

(5)6次濕干循環后，拆下試樣，進行顆分試驗，獲得劣化后的級配；

開展不同圍壓條件下的劣化模擬試驗，建立風化率與圍壓的關系；根據約束壓力與覆蓋層壓重的等效關系，確定軟巖填料的最優保護層厚度。