[發明專利]一種測量環向應變的巖石凍融循環試驗設備及方法

在審

• 申請號: 202011020580.2
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112147177A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 候超;靳曉光;李翰林;胡世興;陳功祥;孫國棟;王衛;聶紫珩;羅世林;何杰
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N25/00
• 分類號: G01N25/00;G01N25/16;G05D22/02
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 林楊

本發明適用于巖石凍融循環試驗設備領域，提供了一種測量環向應變的巖石凍融循環試驗設備及方法。所述巖石凍融循環試驗設備包括：內部設有凍融箱的凍融室；用于放置試樣的巖石限位孔；用于測量試樣環向應變的環向應變引伸計；加熱制冷組件和水循環組件；用于設定凍融循環參數的計算機控制組件。本發明設備結構簡單，試驗操作難度低，實現了在凍融循環過程中自動充水和回水，解決了凍融循環過程中每完成一次凍結和融化過程，需進行一次人工操作的難題；可實時測量巖石在凍融循環過程中的橫向應變演化規律；可對凍融室內的濕度進行精準定量控制，可研究凍融循環對不同濕度和含水率的巖石的影響。

技術領域

本發明屬于巖石凍融循環試驗設備領域，尤其涉及一種測量環向應變的巖石凍融循環試驗設備及方法。

背景技術

據有關數據統計，我國季節性凍土區占比面積高達49.6%，季節性凍土區的工程巖體所含水分在冬季凍結、夏季融化，多年的凍融循環作用可對工程巖體，產生不可逆的損傷。巖石凍結過程中水分結冰產生約9.08%的體積膨脹，在巖體內產生凍脹變形。按照《水利水電工程巖石試驗規程》（DLT5368-2007）凍融循環的試驗方法為：凍融溫度設置為-20℃~+20℃，將飽和巖石放入溫度為-20℃的恒溫恒濕試驗箱中凍結4h，再放入20℃的蒸餾水中融化4h，如此為一個凍融循環過程。目前，已知的凍融循環設備不能實現在融化階段自動充水，需人工進行凍融循環操作，且凍融循環過程中無法測得巖石的實時應變，無法控制凍融室內的濕度。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種測量環向應變的巖石凍融循環試驗設備，旨在解決背景技術中所提到的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種測量環向應變的巖石凍融循環試驗設備，包括內部設有凍融箱的凍融室，所述巖石凍融循環試驗設備還包括：

所述凍融箱內設有用于放置試樣的巖石限位孔；所述巖石限位孔處設有用于測量試樣環向應變的環向應變引伸計；

加熱制冷組件和水循環組件，用于在試樣的凍融循環過程中向所述凍融箱內提供相應溫度的水；

計算機控制組件，用于設定凍融循環的參數；所述參數至少包括溫度、時間、次數和濕度。

優選的，所述巖石限位孔所在處設有可伸縮桿件；所述環向應變引伸計設置在所述可伸縮桿件上。

優選的，所述環向應變引伸計的表面涂有耐凍融循環溫度以及防水的涂層。

優選的，所述加熱制冷組件包括：

加熱機；所述加熱機與所述水循環組件相連；

制冷壓縮機；所述制冷壓縮機與所述水循環組件相連；

冷熱交換機；所述加熱機通過所述冷熱交換機與所述制冷壓縮機相連。

優選的，所述巖石凍融循環試驗設備還包括：

機組室；所述機組室與所述凍融室相連；所述加熱制冷組件設置在所述機組室內。

優選的，所述水循環組件包括：

水箱；所述水箱與所述加熱制冷組件相連；

水泵；所述水箱與所述水泵連通；

進水管；所述凍融箱上設有進水口；所述進水管的一端與所述水泵連通，另一端通過所述進水口與所述凍融箱連通；

回水管；所述凍融箱上設有回水口；所述回水管的一端與所述水箱連通，另一端通過所述回水口與所述凍融箱連通；

回水閥門；所述回水閥門設置在所述回水管上。

優選的，所述計算機控制組件包括：

水位傳感器；所述水位傳感器設置在所述凍融箱內；