[實用新型]一種測定膨脹巖石自由膨脹率的試驗裝置

有效

• 申請號: 201721811192.X
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN207570524U
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 孫春衛;巫錫勇;關歡;肖星光;黃如玉;李先;于濤;廖昕
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01N27/06
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡;李蕊

本實用新型公開了一種測定膨脹巖石自由膨脹率的試驗裝置，包括：依次連接的加水裝置、水位控制器、反應裝置、測試儀和控制器；反應裝置為長方體結構，在反應裝置內設置有兩個透水隔板，在兩個透水隔板之間設置巖石樣品，在巖石樣品下方設置有透水石；測試儀包括EC測試儀和位移測試儀。該試驗裝置簡單，該裝置不僅可以測量巖石樣品在上、左、右、前和后五個方向上的位移變化，而且還可以由電導率計來測量反應后溶液的EC值，通過分析巖石樣品的位移變化和溶液EC值的變化，可由此分析膨脹巖的自由膨脹率和其遇水膨脹的破壞機理。

技術領域

本實用新型屬于膨脹巖石試驗測定設備技術領域，具體涉及到一種測定膨脹巖石自由膨脹率的試驗裝置。

背景技術

膨脹性巖土是一種多裂隙，且遇水膨脹軟化，失水收縮干裂的具有顯著脹縮特性的巖土體。從巖石種類來看，具有吸水膨脹性質的巖石種類繁多，例如泥巖、頁巖、郭土巖、泥質粉砂巖、石膏、芒硝等。其膨脹特性大多受多種因素影響，包括巖石的物理力學性質、初始含水率、水分供給條件和所處應力狀態等。根據膨脹機理的不同，膨脹巖又可分為化學膨脹巖和黏土質膨脹巖。化學膨脹巖多為含硬石膏和無水芒硝的巖石，其體積膨脹大多是由于吸水變相或結晶體積增大導致的。另一類則是含有較多強親水礦物的黏土質巖石，如泥巖、黏土巖、頁巖等，大部分巖類為沉積巖，強親水礦物包括蒙脫石、伊利石和高嶺石等，黏土顆粒間的粒間或晶間膨脹致使此類膨脹巖體積增大。

我國為膨脹巖分布東起山東西至新疆，南起廣東北至黑龍江，均有不同類型的膨脹巖出露，因此，我國膨脹巖的工程性質是紛繁復雜的。膨脹巖由于其特殊的工程性質在礦山、水利、交通運輸和建筑等工程中會引發各種危害，經常導致工期延誤、工程質量不合格而返修或重復施工、暫停運營等問題，致使工程成本增加而造成巨大的經濟損失。由于膨脹巖分布廣泛、危害巨大，對其膨脹特性的研究工作越來越受到巖土工程界重視。檢索了與“膨脹巖遇水膨脹破壞機理的試驗”有關的現有專利文件，發現對其自由膨脹率的研究少之又少，因此發明一種合理的測定膨脹巖自由膨脹率的實驗裝置用以解決上述問題十分必要。

實用新型內容

針對上述不足，本實用新型提供一種測定膨脹巖石自由膨脹率的試驗裝置，可通過此裝置分析膨脹巖的自由膨脹率和其遇水膨脹的破壞機理。

為實現上述目的，本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種測定膨脹巖石自由膨脹率的試驗裝置，包括：依次連接的加水裝置、水位控制器、反應裝置、測試儀和控制器；反應裝置為長方體結構，在反應裝置內設置有兩個透水隔板，在兩個透水隔板之間設置巖石樣品，在巖石樣品下方設置有透水石；測試儀包括EC測試儀和位移測試儀；位移測試儀包括設置在巖石樣品上、左、右、前和后五個方向的千分表以及與千分表電連接的位移顯示器；EC測試儀包括用于測定巖石膨脹前后溶液EC值的EC測試管和用于顯示EC值的EC顯示器，EC測試管和EC顯示屏電連接；EC顯示器和位移顯示器分別與控制器電連接。

上述方案的有益效果是：可通過水位控制器來檢測反應裝置內水位的高低，當水位過低時，水位控制器會控制加水裝置向反應裝置中加水，反應裝置中的巖石巖品吸水膨脹，可通過設置在巖石樣品上、左、右、前和后五個方向的千分表測量巖石巖品的位移變化，通過電導率計即EC測試儀來測量反應后溶液的EC值，EC測試儀和位移測試儀均與控制器電連接，將其測定的EC值和位移變化通過控制器進行處理，通過分析巖石樣品的位移變化和溶液EC值的變化，可由此分析膨脹巖的自由膨脹率和其遇水膨脹的破壞機理。

進一步地，加水裝置包括儲水箱、導液管、蠕動泵和蠕動泵開關；導液管一端插入儲水箱中，另一端與蠕動泵連接并延伸插入反應裝置內；蠕動泵通過蠕動泵開關與水位控制器電連接。

上述方案的有益效果是：儲水箱中儲存水，當水位控制器檢查到反應裝置中的水位較低時，會控制蠕動泵開關打開，然后蠕動泵開始工作，通過導液管將儲水箱中的水輸送到反應裝置中繼續進行反應。

進一步地，試驗裝置還包括支架，水位控制器和千分表分別與支架連接。