CN102607915B - 压力式岩石软化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种压力式岩石软化装置，在密封容器的容器底板(6)上设置至少一个试件底座(2)，所述的试件底座(2)设置有透水孔与出水管网(5)相连通，在所述的密封容器内设置有与所述的试件底座(2)数量相等且两两对正设置的试件顶盖(3)，每个所述的试件顶盖(3)设置有进水孔并与进水管网(4)相连接，岩石试件(1)的两端固定安装在所述的试件底座(2)与所述的试件顶盖(3)之间且岩石试件(1)的侧外壁包裹有一层密封软膜使所述的岩石试件(1)与所述的密封容器的内腔密封隔开，所述的密封容器连接有高压进水阀(12)和压力表(13)。本发明是一种能考虑应力影响和批量处理岩石试件软化的压力式岩石软化装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种岩石软化装置，特别是涉及一种用于水利水电工程、地下工程、交通工程、石油工程等领域岩石软化强度的测试，尤其是针对不同开挖卸荷分区部位的岩石软化强度测量的压力式岩石软化装置。
背景技术
现有技术条件下，岩体软化强度测试方法是首先对岩石加工成直径50mm，长度100mm的试件，然后采用浸水法使试件达到饱和状态，再进行单轴抗压强度试验，得到的结果就是软化后的岩石强度；通过对比天然含水率或干燥状态下的岩石试件的抗压强度，可获得软化系数。这种方法得到的岩石软化强度对应的是岩石中应力得到解除后的软化强度。事实上，即使常年处于地下水饱和状态下的岩石，其强度由于受到地应力的影响，岩石强度软化效应明显小于应力解除后的软化效应。为弥补现有软化试验测试技术中岩石饱和过程中应力解除对岩石强度特性的影响，提出可考虑环境应力影响的岩石浸水饱和软化装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有岩石饱和软化过程中不能反映应力对软化特性影响的不足之处，提供一种能考虑应力影响和批量处理岩石试件软化的压力式岩石软化装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供的压力式岩石软化装置，在密封容器的容器底板上设置至少一个试件底座，所述的试件底座设置有透水孔与出水管网相连通，在所述的密封容器内设置有与所述的试件底座数量相等且两两对正设置的试件顶盖，每个所述的试件顶盖设置有进水孔并与进水管网相连接，岩石试件的两端固定安装在所述的试件底座与所述的试件顶盖之间且岩石试件的侧外壁包裹有一层密封软膜使所述的岩石试件与所述的密封容器的内腔密封隔开，所述的密封容器连接有高压进水阀和压力表。
所述的密封容器为圆柱形密封容器，所述的圆柱形密封容器由容器底板、容器侧壁和容器顶盖板组成，且在所述的容器顶盖板与所述的容器侧壁之间设置有橡胶密封圈，通过紧固螺栓密封连接。
所述的圆柱形密封容器的内径为700mm、净空高为240mm，所述的试件底座为30个，每个所述的试件底座的直径为50mm。
所述的密封软膜为橡胶膜。
采用上述技术方案的压力式岩石软化装置，试件顶盖设置进水孔与进水管网相连接，岩石试件饱和所需的水通过进水管网进入到岩石试件中对岩石进行浸泡软化，并通过出水管网流出，容器顶盖板与容器侧壁之间设置橡胶密封圈，通过紧固螺栓将容器进行密封连接，以承担通过高压进水阀进入到密封容器中的水压力，密封容器中的岩石试件的压力由压力表测读和高压进水阀控制。
本发明利用岩石试件上包裹的橡胶膜将岩石试件与密封容器中的水分隔开来，密封容器中的水压力通过橡胶膜将压力传递到岩石试件上，实现对岩石试件施加不同级别的应力，以反映应力对岩石软化性能的影响。软化岩石试件的水与对岩石试件施加应力的水体相互独立，软化岩石试件的水为低压水，而对岩石试件施加应力的容器中的水为高压水。由于设置高压进水阀，当密封容器中的压力达到设计值后，关闭高压进水阀，即可进行岩石试件的长期软化试验。该装置设计合理，结构简单，操作方便。
综上所述，本发明通过在软化容器中的岩石试件包裹橡胶膜，利用密封容器中的水压力来实现对软化岩石试件应力的控制，软化岩石试件的水体与施加应力的水体相互独立。同时由于设置了高压进水阀，可在关闭高压水泵情况下长期保持容器中的压力。该装置为进一步完善岩石软化特性测试技术和方法提供了基础。
附图说明
图1是岩样软化容器剖面图。
图2是岩样软化容器平面图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
参见图1和图2，由容器底板6、容器侧壁8和容器顶盖板7组成内径为700mm、净空高为240mm的圆柱形密封容器，且在容器顶盖板7与容器侧壁8之间设置有橡胶密封圈9，通过紧固螺栓10密封连接，在容器底板6上设置30个试件底座2，每个试件底座2的直径为50mm，试件底座2设置有透水孔与出水管网5相连通，在圆柱形密封容器内设置有与试件底座2数量相等且两两对正设置的试件顶盖3，每个试件顶盖3设置有进水孔并与进水管网4相连接，岩石试件1的两端固定安装在试件底座2与试件顶盖3之间且岩石试件1的侧外壁包裹有一层橡胶膜13使岩石试件1与圆柱形密封容器的内腔密封隔开，圆柱形密封容器的容器侧壁8连接有高压进水阀12和压力表13，进水管网4和出水管网5均连接有低压阀门11。
参见图1和图2，试件顶盖3设置进水孔与进水管网4相连接，岩石试件1饱和所需的水通过进水管网4进入到岩石试件1中对岩石进行浸泡软化，并通过出水管网5流出，容器顶盖板7与容器侧壁8之间设置橡胶密封圈9，通过紧固螺栓10将容器进行密封连接，以承担通过高压进水阀12进入到圆柱形密封容器中的水压力，圆柱形密封容器中的岩石试件1的压力由压力表13测读和高压进水阀12控制。
本发明利用岩石试件1上包裹的橡胶膜13将岩石试件1与圆柱形密封容器中的水分隔开来，圆柱形密封容器中的水压力通过橡胶膜13将压力传递到岩石试件1上，实现对岩石试件1施加不同级别的应力，以反映应力对岩石软化性能的影响。软化岩石试件1的水与对岩石试件1施加应力的水体相互独立，软化岩石试件1的水为低压水，而对岩石试件1施加应力的圆柱形密封容器中的水为高压水。由于设置高压进水阀12，当圆柱形密封容器中的压力达到设计值后，关闭高压进水阀12，即可进行岩石试件1的长期软化试验。该装置设计合理，结构简单，操作方便。
Claims (4)
1.一种压力式岩石软化装置，其特征是：在密封容器的容器底板(6)上设置至少一个试件底座(2)，所述的试件底座(2)设置有透水孔与出水管网(5)相连通，在所述的密封容器内设置有与所述的试件底座(2)数量相等且两两对正设置的试件顶盖(3)，每个所述的试件顶盖(3)设置有进水孔并与进水管网(4)相连接，岩石试件(1)的两端固定安装在所述的试件底座(2)与所述的试件顶盖(3)之间且岩石试件(1)的侧外壁包裹有一层密封软膜使所述的岩石试件(1)与所述的密封容器的内腔密封隔开，所述的密封容器连接有高压进水阀(12)和压力表(13)。
2.根据权利要求1所述的压力式岩石软化装置，其特征是：所述的密封容器为圆柱形密封容器，所述的圆柱形密封容器由容器底板(6)、容器侧壁(8)和容器顶盖板(7)组成，且在所述的容器顶盖板(7)与所述的容器侧壁(8)之间设置有橡胶密封圈(9)，通过紧固螺栓(10)密封连接。
3.根据权利要求2所述的压力式岩石软化装置，其特征是：所述的圆柱形密封容器的内径为700mm、净空高为240mm，所述的试件底座(2)为30个，每个所述的试件底座(2)的直径为50mm。
4.根据权利要求1、2或3所述的压力式岩石软化装置，其特征是：所述的密封软膜为橡胶膜(13)。
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