[發(fā)明專利]一種巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310257945.0
• 申請(qǐng)日: 2023-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN115980119B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許漢華;劉文連;眭素剛;韓鵬偉;王幫團(tuán);樊亞紅;徐鵬飛;李倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國有色金屬工業(yè)昆明勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01N25/00
• 分類號(hào): G01N25/00
• 代理公司: 重慶律知誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50281
• 代理人: 殷興旺

本發(fā)明涉及一種巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗(yàn)裝置及方法，涉及巖體性能測試技術(shù)領(lǐng)域，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中凍融試驗(yàn)裝置不能真實(shí)的還原巖溶區(qū)巖體所處的自然環(huán)境情況，導(dǎo)致凍融試驗(yàn)得到的結(jié)果誤差大的問題；包括：底座、斜坡、坡度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、巖體試樣、加載機(jī)構(gòu)、砂土蓋板、凍融罩、溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、降雨模擬機(jī)構(gòu)和監(jiān)測機(jī)構(gòu)。所述斜坡上開設(shè)有試樣放置槽；所述坡度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述斜坡的傾斜度；所述加載機(jī)構(gòu)固定安裝在所述斜坡上；所述溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括制冷組件和加熱組件，所述制冷組件用于對(duì)凍融罩進(jìn)行制冷，所述加熱組件用于對(duì)凍融罩進(jìn)行加熱。整個(gè)裝置能夠模擬巖溶區(qū)礦山露天邊坡巖體所處的自然極端環(huán)境，試驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖體性能測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

巖溶區(qū)礦山露天邊坡穩(wěn)定性影響著巖溶區(qū)礦山的安全開采，巖體穩(wěn)定性又是邊坡穩(wěn)定性的一個(gè)重要影響因素。由于地質(zhì)構(gòu)造和外部環(huán)境等多種因素的影響，巖體可能會(huì)出現(xiàn)裂隙、滑動(dòng)、坍塌等不穩(wěn)定狀況，從而對(duì)采礦和生產(chǎn)等活動(dòng)造成嚴(yán)重威脅。因此，為了保障巖溶區(qū)礦山的生產(chǎn)和人員的安全，礦山露天邊坡巖體穩(wěn)定性的研究一直是礦山工程領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)問題。在巖溶區(qū)礦山露天邊坡巖體穩(wěn)定性諸多影響因素中，凍融破壞是邊坡巖體失穩(wěn)的一個(gè)重要誘因，邊坡連續(xù)的凍結(jié)-融解過程將導(dǎo)致邊坡巖體力學(xué)性能劣化、內(nèi)部裂隙開度增大，進(jìn)而成為寒區(qū)落石、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的潛在誘因。利用凍融試驗(yàn)探索凍融對(duì)巖體穩(wěn)定性的影響具有重要的意義。

然而，傳統(tǒng)的凍融試驗(yàn)裝置只是簡單地將試件置于水域環(huán)境中，再反復(fù)地冰凍和解凍進(jìn)行試驗(yàn)；巖溶區(qū)礦山露天邊坡巖體和試驗(yàn)巖體所處的環(huán)境截然不同，試驗(yàn)過程不能真實(shí)的還原巖溶區(qū)巖體所處的自然環(huán)境情況，導(dǎo)致凍融試驗(yàn)得到的結(jié)果誤差大。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗(yàn)裝置及方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中凍融試驗(yàn)裝置不能真實(shí)的還原巖溶區(qū)巖體所處的自然環(huán)境情況，導(dǎo)致凍融試驗(yàn)得到的結(jié)果誤差大的問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供的一種巖溶區(qū)露天邊坡巖體凍融試驗(yàn)裝置，包括：底座、斜坡、坡度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、巖體試樣、加載機(jī)構(gòu)、砂土蓋板、凍融罩、溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、降雨模擬機(jī)構(gòu)和監(jiān)測機(jī)構(gòu)。

所述斜坡和所述底座鉸接，所述斜坡上開設(shè)有試樣放置槽；通過所述坡度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)所述斜坡的傾斜度。所述巖體試樣放置在所述試樣放置槽內(nèi)，所述巖體試樣部分位于所述試樣放置槽外，所述巖體試樣和所述試樣放置槽之間的間隙填充砂土；所述加載機(jī)構(gòu)固定安裝在所述斜坡上，所述加載機(jī)構(gòu)用于對(duì)所述砂土施加載荷；所述砂土蓋板和所述斜坡固定連接，所述砂土蓋板覆蓋在所述砂土上；所述凍融罩在所述試樣放置槽上形成凍融室；所述溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括制冷組件和加熱組件，所述制冷組件用于對(duì)所述凍融室進(jìn)行制冷，所述加熱組件用于對(duì)所述凍融室進(jìn)行加熱；所述降雨模擬機(jī)構(gòu)設(shè)在所述凍融罩內(nèi)部，所述降雨模擬機(jī)構(gòu)用于模擬自然降雨；所述監(jiān)測機(jī)構(gòu)用于監(jiān)測所述巖體試樣的形變和所述巖體試樣周圍環(huán)境溫度和濕度。

由于露天邊坡巖體處于的特殊地勢，巖體部分位于砂土中，部分裸露在外，裸露在外部的巖體在受到環(huán)境溫度冷熱變化，同時(shí)還會(huì)受到太陽紫外線、雨水等直接影響，露天邊坡巖體處于坡體上，在經(jīng)受雨水沖刷后，雨水很難長時(shí)間留存在巖體周圍；砂土中的部分巖體不僅受到自身重力影響，同時(shí)還受到沿著邊坡向下其他巖體或者邊坡上砂土的壓力和兩側(cè)的壓力。因此，為了真實(shí)的還原巖體所處的自然環(huán)境情況，設(shè)置所述坡度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和加載機(jī)構(gòu)，可以模擬露天邊坡巖體在不同坡度上受力情況，由于所述加載機(jī)構(gòu)施加載荷在砂土上，通過砂土將載荷傳遞到所述巖體上，載荷施加更加均勻；能夠適用于不同形狀的巖體模型；通過降雨模擬機(jī)構(gòu)模擬雨水對(duì)巖體表面沖刷，通過制冷組件模擬冰凍環(huán)境，加熱組件提供熱量，模擬解凍狀態(tài)。

整個(gè)裝置通過模擬礦山露天邊坡巖體所處的自然極端環(huán)境，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行凍融試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確。為礦山露天邊坡巖體穩(wěn)定性的研究提供更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)。