[發(fā)明專利]一種便攜式自動(dòng)化巖石膨脹率測(cè)定儀及其使用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310302913.8
• 申請(qǐng)日: 2023-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN116338143A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟慶彬;王銳;劉江峰;吳疆宇;李娟娟;李玉壽;郝陽(yáng);李衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/24
• 分類號(hào): G01N33/24;G01B21/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

本發(fā)明公開了一種便攜式自動(dòng)化巖石膨脹率測(cè)定儀及其使用方法，屬于巖石膨脹性測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及技術(shù)領(lǐng)域。包括左右分別設(shè)置的用以提供恒溫測(cè)試用水的儲(chǔ)水倉(cāng)及用以放置巖石試樣的測(cè)試倉(cāng)，儲(chǔ)水倉(cāng)上設(shè)有加水蓋，測(cè)試倉(cāng)上設(shè)有按壓旋蓋，儲(chǔ)水倉(cāng)與測(cè)試倉(cāng)之間設(shè)有上連通管道與下連通管道，外殼上設(shè)有用以顯示巖石膨脹率檢測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)顯示屏、用以提示補(bǔ)充水分的水位報(bào)警裝置和水位報(bào)警裝置開關(guān)，利用傳動(dòng)桿內(nèi)部設(shè)有的定位探針、位移信號(hào)發(fā)射器和位移傳感器，可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)準(zhǔn)確記錄巖石試樣吸水膨脹后的徑向與軸向的長(zhǎng)度變化量，通過計(jì)算得出巖石自由膨脹率。其體積較小、攜帶便捷、安裝自動(dòng)、精度較高、操作方便、安全可靠?jī)?yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種便攜式自動(dòng)化巖石膨脹率測(cè)定儀及其使用方法，屬于巖石膨脹性測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

巖石的膨脹性是因?yàn)槠鋬?nèi)部含有大量親水易膨脹的礦物，在水的作用下發(fā)生晶格的膨脹松動(dòng)，從而發(fā)生體積膨脹。巖石膨脹會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)工程給予巨大的膨脹壓力，將嚴(yán)重影響巖土及地下工程的安全性和穩(wěn)定性。因此，獲得巖石的膨脹率在巖體設(shè)計(jì)和施工中具有非常重要的意義。巖石自由膨脹率是計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)巖石試樣徑向和軸向浸水后膨脹變形與浸水前試樣徑向和軸向長(zhǎng)度的比值，試驗(yàn)過程中主要測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)巖石試樣浸水后產(chǎn)生的徑向和軸向長(zhǎng)度的膨脹變形量。

現(xiàn)有的測(cè)量巖石膨脹率的方法主要使用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備測(cè)量，通過現(xiàn)場(chǎng)采集的巖石試樣在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用相關(guān)設(shè)備，通過安裝在試驗(yàn)上方和四周的千分尺讀數(shù)獲得巖石試樣軸向和徑向的膨脹變形量，從而求得巖石自由膨脹率。現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室儀器體積龐大、較為笨重，只能適用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)量而無法攜帶，且在巖石試樣從現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室過程中初始含水量會(huì)受到較大影響，造成試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)情況偏差較大，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室通過人工讀取千分尺的方式獲得數(shù)據(jù)，使得讀取過程中誤差較大，而且無法滿足實(shí)時(shí)測(cè)量巖石膨脹尺寸的需求，頻繁讀取數(shù)據(jù)則會(huì)造成人工資源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種便攜式自動(dòng)化巖石膨脹率測(cè)定儀及其使用方法，方便攜帶和操作，同時(shí)能夠確保數(shù)據(jù)測(cè)量準(zhǔn)確，能夠在采集到試樣后第一時(shí)間進(jìn)行巖石膨脹率試驗(yàn)，以防止試樣狀態(tài)在到實(shí)驗(yàn)室過程中隨著時(shí)間產(chǎn)生變化，導(dǎo)致檢測(cè)精度下降，為巖石膨脹率現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定試驗(yàn)提供更加準(zhǔn)確的結(jié)果和更加方便的操作。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：一種便攜式自動(dòng)化巖石膨脹率測(cè)定儀，包括外殼，外殼左右分別設(shè)有用以提供恒溫測(cè)試用水的儲(chǔ)水倉(cāng)及用以放置巖石試樣的測(cè)試倉(cāng)，儲(chǔ)水倉(cāng)上設(shè)有加水蓋，測(cè)試倉(cāng)上設(shè)有按壓旋蓋，儲(chǔ)水倉(cāng)與測(cè)試倉(cāng)之間的側(cè)壁頂部和底部分別設(shè)有連接彼此的上連通管道與下連通管道，儲(chǔ)水倉(cāng)和測(cè)試倉(cāng)之間在外殼上設(shè)有用以顯示巖石膨脹率檢測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)顯示屏、用以提示補(bǔ)充水分的水位報(bào)警裝置和水位報(bào)警裝置開關(guān)；

儲(chǔ)水倉(cāng)底部在外殼內(nèi)設(shè)有用以加熱水的加熱器和用以向測(cè)試倉(cāng)注水的微型水泵，加熱器分別連接有設(shè)置在外殼上的加熱器開關(guān)與設(shè)置在儲(chǔ)水倉(cāng)內(nèi)的溫度傳感器，微型水泵的進(jìn)水口與出水口設(shè)置在儲(chǔ)水倉(cāng)底部，并利用固定卡口將進(jìn)水口固定在靠近加熱器一側(cè)，將出水口固定在靠近下連通管道一側(cè)，微型水泵連接有設(shè)置在外殼上的微型水泵開關(guān)，通過微型水泵開關(guān)控制微型水泵是否向測(cè)試倉(cāng)注水，測(cè)試倉(cāng)的加水蓋上設(shè)有可開合的補(bǔ)水孔；

巖石試樣為通過取樣器獲取的餅狀結(jié)構(gòu)，巖石試樣的頂?shù)酌娣謩e設(shè)有尺寸匹配的多級(jí)滲透率透水石；

測(cè)試倉(cāng)內(nèi)設(shè)有用受到壓力則觸發(fā)開關(guān)的傳動(dòng)底座，預(yù)設(shè)巖石試樣位置的周圍分別設(shè)有在觸發(fā)開關(guān)后能夠自動(dòng)移動(dòng)至預(yù)設(shè)檢測(cè)位置的檢測(cè)探針組；測(cè)試倉(cāng)內(nèi)還設(shè)有水位傳感器，水位檢測(cè)器通過數(shù)據(jù)傳輸線將水位信息傳遞給水位報(bào)警裝置；