CN104236630B - 一种岩石质量、体积多功能测试装置 - Google Patents

Abstract

一种岩石质量、体积能测试装置包括蓄水桶，蓄水桶上端开口，在开口处设有支架，支架与蓄水桶不相接触，岩石托架通过连接杆与支架连接，连接杆能相对支架移动，支架放置在电子天平称上，岩石托架、及其上放置的岩石、连接杆的重量通过支架传导到电子天平称上；蓄水桶侧壁上设有倒L型连通管，连通管内设有浮标，千分表设在蓄水桶侧壁上，千分表的触杆设在连通管内。本发明的优点在于，能同时测定岩样质量、体积，其制作简单、准确性高，操作维护方便，实现试验参数测试的一体化。

Description

一种岩石质量、体积多功能测试装置

技术领域

本发明涉及土木工程中的岩石力学试验领域，是一种测定岩石质量、体积等物理参数的多功能测试装置。

背景技术

岩石力学试验是岩石力学的基础，是研究岩石力学与工程的重要手段之一。虽然现在科学计算和理论分析已经达到相当的高度，但岩石力学试验作为直接解决实际工程中的力学问题仍然有着不可替代的作用。随着现代岩石力学理论的飞速发展，测试各类岩体力学参数的实验仪器也应运而生，现有的岩石力学试验仪器虽然种类繁多，可以满足各种岩石力学参数的试验要求，但没有测试饱和岩样浮重度和体积的仪器、更没有同时测得岩样饱和重度、浮重度和体积的多功能仪器。常用的方法是将一批待测岩样取出后首先用电子天平依次秤取重度，然后用弹簧秤秤取试样浮重度，最后用卡尺量取试样的长度和直径算出其体积。这种方法测量浮重度读数达到稳定耗时较长，且读数不够精确，通过试样的长度和直径换算体积误差较大，且步骤多，费时费力。总体来看，同一试样三个参数的获取时间间隔较长，容易影响饱和试样的物理状态；测试装置精确度不高，换算过程误差大，易影响试验结果的准确性；测试步骤多，操作过程繁琐，浪费大量的人力物力和时间。

岩样的物理状态对于研究岩石在各种应力路径作用下的损伤破坏机理具有非常重要的意义，其各阶段的物理参数对于研究岩石破坏过程中的物理、力学参数劣化规律具有非常重要的意义。而且岩石微观层面研究的深入和宏观作用下变形破坏特征的细化，对岩石各阶段物理参数的精确性提出了更高的要求，而岩样各阶段物理参数的准确量取是岩石力学特性研究的基础。因此，本发明在以往岩石力学试验经验总结的基础上，设计一种简单实用的、精确性高的岩石质量、体积多功能测试装置，以满足科学试验的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是设计一种岩样质量、体积测试装置，该装置能同时测定岩样质量、体积，其制作简单、准确性高，操作维护方便，实现试验参数测试的一体化。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种岩石质量、体积能测试装置包括蓄水桶，蓄水桶上端开口，在开口处设有支架，支架与蓄水桶不相接触，岩石托架通过连接杆与支架连接，连接杆能相对支架移动，支架放置在电子天平称上，岩石托架、及其上放置的岩石、连接杆的重量通过支架传导到电子天平称上；

所述蓄水桶侧壁上设有倒L型连通管，连通管内设有浮标，千分表设在蓄水桶侧壁上，千分表的触杆设在连通管内。

进一步讲，连接杆上设有卡口，所述支架上设有十字卡槽圆盘，连接杆穿过十字卡槽圆盘与岩石托架连接。

进一步讲，岩石托架设有橡胶袋，在橡胶袋口设有收紧环。

还可以，测试装置还包括抽真空装置，抽真空装置设有转动盘上，抽真空装置通过吸气管伸入橡胶袋中，吸气管上设有环形槽，收紧环卡入环形槽内。

进一步讲，岩石托架上还设有装料盒，所述的装料盒侧壁为薄膜，装料盒上端设有导气管。

还可以，装料盒底部也为薄膜。

与现有方法和技术相比，本发明的有益效果是：

（1）一次性测取岩样的饱和重度、浮重度和体积，也可以测定不饱和重度、浮重度和体积，大大减少对岩样物理状态的改变以及繁琐的操作步骤带来的人为误差。

（2）将较难测取的浮重和体积转化成电子天平和千分表的读数，故岩样浮重和体积的精确度直接取决于电子天平和千分表的精确度，而目前实验室电子天平和千分表的精确度都能达到0.001，无疑在之前的基础上大大提高了岩样物理参数测取的精确度。

（3）试验装置制作简单、成本较小、操作维护方便，便于推广应用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明结构示意图。

图2为橡胶袋结构示意图。

图3为装料盒结构示意图。

如图，连接杆1、卡口2、十字卡槽圆盘3、岩样托架4、支架5、蓄水桶6、连通管7、浮标8、千分表9、电子天平10、橡胶袋11、收紧环12、装料盒13。

具体实施方式

如图1中，一种岩石质量、体积测试装置包括蓄水桶6，蓄水桶6上端开口，在开口处设有支架5，支架5与蓄水桶6不相接触，岩石托架4通过连接杆1与支架5连接，连接杆能相对支架5移动，支架5放置在电子天平称10上，岩石托架4、及其上放置的岩石、连接杆1的重量通过支架5传导到电子天平称10上，连接杆1上设有多个卡口2，支架5上设有十字卡槽圆盘3，连接杆1穿过十字卡槽圆盘3与岩石托架4连接，转动连接杆1，使卡口2中心线与十字卡槽圆盘3上的十字卡中心线相重合，卡口2能通过十字卡槽圆盘3，反之则无法通过，工作时利用旋转连接杆1，使卡口2卡在十字卡槽圆盘3上，或使卡口2通过十字卡槽圆盘3，实现通过连接杆1将岩石托架4放入蓄水桶6内指点位置，并固定在蓄水桶6内；

蓄水桶5侧壁上设有倒L型连通管7，连通管7内设有浮标8，千分表9设在蓄水桶5侧壁上，千分表9的触杆设在连通管7内。

利用以上一种岩石质量、体积测定装置测定饱和重度、浮重度和体积时，第一先使连接杆1的卡口2卡在十字卡槽圆盘3上，蓄水桶6与电子天平称10、支架5均不接触，蓄水桶6内装2/3的水，再将浮标8置于连通管7内，使千分表8的接触杆正好位于浮标8正上方，并与浮标8相接触。第二，将电子天平称10（这时电子天平称10的初读数为岩石托架4、连接杆1、支架5的自身量）和千分表8（这时千分表8的初读数为浮标8微上浮的距离）调零。第三，将待测定岩样品置于岩石托架4中，通过电子天平称10读取其饱和重度。第四，略提起岩石托架4，旋转连接杆1，使卡口与十字卡槽圆盘3上十字卡槽的开口方向平行，将岩石托架4与待测定岩样品一起缓缓降至水中，再旋转连接杆1，使卡口2卡在十字卡槽圆盘3上。第五，待蓄水桶6液面数、电子天平称10、千分表8稳定后，读取电子天平称10待测定岩样品浮重度，读取千分表8液面上升高度（将千分表8的读数换算成液面上升高度，利用液面上升高度和液面面积换算试样体积，即可算出饱合待测岩石的体积）。

优选方案中，一种岩石质量、体积测定装置还包括抽真空装置，抽真空装置设有转动盘上，抽真空装置通过吸气管伸入橡胶袋11中，岩石托架4设有橡胶袋11（如图2中），在橡胶袋11口设有收紧环12，吸气管上设有环形槽，收紧环12卡入环形槽内，需要测定岩石非饱合状态下的待测岩石重度、浮重度和体积时，可以将待测岩石放入橡胶袋11中，工作方法如下，先将橡胶袋11直接放入蓄水桶6的水中，后抽真空到A数值，读取电子天平称10、千分表8读数，后归零，然后取出橡胶袋11，将待测岩石放入橡胶袋11中后一起放入蓄水桶6的水中，再抽真空到A数值，最后再次读取电子天平称10、千分表8读数，即可算出待测岩石非饱合状态下的重度、浮重度和体积。

优选方案还可以为，岩石托架4上设有装料盒13（如图3中），装料盒13侧壁、底部均为薄膜，装料盒13上端设有导气管，工作方法如下，先将装料盒13直接放入蓄水桶6的水中，读取电子天平称10、千分表8读数，后归零，然后取出装料盒13，将待测岩石放入装料盒13中后一起放入蓄水桶6的水中，在水的压力下薄膜发生变形紧贴在待测岩表面，最后再次读取电子天平称10、千分表8读数，即可算出待测岩石非饱合状态下的重度、浮重度和体积。

本例中的结构仅为对于权利要求的举例说明和讲解，以便于大众阅读理解，不应视为对于权利要求的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的范围和法定等同特征为准。

Claims (1)

1.一种岩石质量、体积测试装置，其特征是：所述的测试装置包括蓄水桶（6），蓄水桶（6）上端开口，在开口处设有支架（5），支架（5）与蓄水桶（6）不相接触，岩石托架（4）通过连接杆（1）与支架（5）连接，连接杆能相对支架（5）移动，支架（5）放置在电子天平称（10）上，岩石托架（4）、及其上放置的岩石、连接杆（1）的重量通过支架（5）传导到电子天平称（10）上；

所述蓄水桶（6）侧壁上设有倒L型连通管（7），连通管（7）内设有浮标（8），千分表（9）设在蓄水桶（6）侧壁上，千分表（9）的触杆设在连通管（7）内；

所述连接杆上设有卡口（2），所述支架（5）上设有十字卡槽圆盘（3），连接杆（1）穿过十字卡槽圆盘（3）与岩石托架（4）连接；

所述岩石托架（4）设有橡胶袋（11），在橡胶袋（11）口设有收紧环（12）；

所述测试装置还包括抽真空装置，抽真空装置设在转动盘上，抽真空装置通过吸气管伸入橡胶袋中，吸气管上设有环形槽，收紧环卡入环形槽内。