CN106018266A - 一种岩石膨胀试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种岩石膨胀试验装置，其包括罩体，其中，罩体的顶板上布置有一上部传力机构，罩体下部布置有一底部托盘，底部托盘上布置有用于岩石膨胀测试的测试机构。采用单独的测试机构，将岩石试件放置后，向测试机构中导入水，可以用于岩石试件膨胀力、膨胀率和吸水率多种岩石膨胀指标的测量，并且将装置置于岩石试验机上可测量不同轴压下的各项岩石膨胀指标，从而可以采集岩石的多种参数。

Description

一种岩石膨胀试验装置
技术领域
本发明涉及岩石膨胀领域，尤其涉及一种岩石膨胀试验装置。
背景技术
岩石在遇水作用后会发生一系列的物理和化学反应，它会引起岩石的体积膨胀和力学性能的变化。工程中定义在水的物理化学作用下随时间的发展易产生体积增加、破碎和分解的一类岩石为膨胀岩。膨胀岩具有较强膨胀性能，当岩体受到扰动，特别是遇水时，性状常发生巨大变化，产生体积膨胀，对构筑物产生巨大的膨胀压力，严重影响工程的稳定性，会引起地质灾害。对岩石膨胀性进行试验测试是岩土工程领域的一项重要工作。岩石膨胀性试验主要包括膨胀率试验和膨胀力试验，膨胀率试验是测量膨胀岩遇水后轴向变形的膨胀率，膨胀力试验是测量膨胀岩遇水后变形趋势被约束的轴向膨胀力。
目前，现有技术多采用千分表测取膨胀岩遇水后的轴向变形量，千分表采用人工读数的测量方法，不但精度较差，容易出现人为错误，而且浸水时间与最后读数间还存在一个不同步的问题，不能实现膨胀变形与精确读数的实时同步测量。同时，现有设备通常无法完全实现不同轴压条件下的岩石膨胀力、岩石膨胀率及岩石吸水率各项指标的综合测量，岩石试件轴压的加载通常采用丝杠进行手动加载，难以保证加载精度。
因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明提供的一种岩石膨胀试验装置，以测量不同轴压下岩石膨胀力、岩石膨胀率及岩石吸水率各项指标。
为解决上述技术问题，本发明方案包括：
一种岩石膨胀试验装置，其包括罩体，其中，罩体的顶板上布置有一上部传力机构，罩体下部布置有一底部托盘，底部托盘上布置有用于岩石膨胀测试的测试机构。
所述的岩石膨胀试验装置，其中，上述测试机构包括设置在底板托盘上的储水罩，储水罩内布置有下部传力机构，下部传力机构的上端插入储水罩内，下部传力机构上方布置有金属固定套，金属固定套内布置有下多孔金属垫板，下多孔金属垫板上方布置有岩石试件，岩石试件上方布置有上多孔金属垫板，上多孔金属垫板上布置有盖板盒，盖板盒与上多孔金属垫板相连通，盖板盒通过一载荷传感器与上部传力机构相连接，盖板盒一侧布置有一位移传递板，罩体的一侧设置有一位移传感器，位移传感器下端与位移传递板相接触。
所述的岩石膨胀试验装置，其中，上述测试机构还包括控水单元，控水单元包括进水管，进水管一部分沿下部传力机构与下多孔金属垫板相连通，另一部分与储水罩相连通，进水管与一水位检测管相连通，水位检测管沿储水罩外侧竖直布置；进水管上设置有控水阀。
所述的岩石膨胀试验装置，其中，上述顶板上均由布置有多个弧形限位孔，上部传力机构与弧形限位孔对应处布置有限位螺栓，限位螺栓能在弧形限位孔内滑动。
所述的岩石膨胀试验装置，其中，上述弧形限位孔包括弧形限位部与通孔部，弧形限位部与通孔部相连通，限位螺栓位于弧形限位部时，上部传力机构处于限位状态，限位螺栓位于通孔部时，上部传力机构处于自由状态。
本发明提供的一种岩石膨胀试验装置，采用单独的测试机构，将岩石试件放置后，向测试机构中导入水，然后再将上部传力机构松开，可以用于岩石试件膨胀力、膨胀率和吸水率多种岩石膨胀指标的测量，并且将装置置于岩石试验机上可测量不同轴压下的各项岩石膨胀指标，从而可以采集岩石的多种参数。
附图说明
图1为本发明中岩石膨胀试验装置的结构示意图；
图2为本发明中储水罩的结构示意图；
图3为本发明中顶板的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种岩石膨胀试验装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种岩石膨胀试验装置，如图1、图2与图3所示的，其包括罩体1，其中，罩体1的顶板16上布置有一上部传力机构2，罩体1下部布置有一底部托盘10，底部托盘10上布置有用于岩石膨胀测试的测试机构。
在本发明的另一较佳实施例中，如图1与图2所示的，上述测试机构包括设置在底板托盘10上的储水罩17，储水罩17内布置有下部传力机构9，下部传力机构9的上端插入储水罩17内，如图1与图2所示的，是指下部传力机构9的传力柱18伸入储水罩17内，下部传力机构9上方布置有金属固定套8，金属固定套8内布置有下多孔金属垫板19，下多孔金属垫板19上方布置有岩石试件7，岩石试件7上方布置有上多孔金属垫板6，上多孔金属垫板6上布置有盖板盒5，盖板盒5与上多孔金属垫板6相连通，盖板盒5通过一载荷传感器3与上部传力机构2相连接，盖板盒5一侧布置有一位移传递板12，罩体1的一侧设置有一位移传感器4，位移传感器4下端与位移传递板12相接触。
更进一步的，上述测试机构还包括控水单元，控水单元包括进水管20，进水管20一部分沿下部传力机构9与下多孔金属垫板19相连通，另一部分与储水罩17相连通，进水管20与一水位检测管13相连通，水位检测管13沿储水罩17外侧竖直布置；进水管20上设置有控水阀14。
更进一步，如图3所示的，上述顶板16上均由布置有多个弧形限位孔，上部传力机构2与弧形限位孔对应处布置有限位螺栓11，限位螺栓11能在弧形限位孔内滑动。而且上述弧形限位孔包括弧形限位部15与通孔部21，弧形限位部15与通孔部21相连通，限位螺栓11位于弧形限位部15时，上部传力机构2处于限位状态，限位螺栓11位于通孔部21时，上部传力机构2处于自由状态，也就是说上部传力机构2可以拆卸下来。
为了更进一步的描述本发明，其具体的运行过程如下：
利用热缩管将上多孔金属垫板6、下多孔金属垫板19固定于岩石试件7的两端面，并放置于下部传力机构9的传力柱18上，上部放置盖板盒5，用金属套环8将传力柱18、岩石试件7和盖板盒5进行固定，让后将其放置于岩石试验机上，利用试验机升高底部托盘10，使盖板盒5与载荷传感器3相接触，通过控水单元的进水管20进行注水，利用水位监测管13观测水位，水位达到标定位置时关闭控水阀14停止注水，由于岩石试件7吸水，可以通过水位监测管13观测水位变化，并计算得到岩石试件7的吸水率，在通过上部传力机构2和下部传力机构9限制岩石试件7产生轴向位移的情况下，载荷传感器3将测量到岩石试件7产生的膨胀力。通过连接螺栓11在弧形限位孔内改变位置，上部传力机构2处于自由状态，也可以将上部传力机构2取出，在不限制岩石试件7产生轴向位移的情况下，盖板盒5上移，可以通过位移传感器4测量岩石试件7的膨胀率。通过调节岩石试验机可以对本装置施加不同载荷，实现不同载荷条件下岩石试件7的各项岩石膨胀指标。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

Claims (5)

1.一种岩石膨胀试验装置，其包括罩体，其特征在于，罩体的顶板上布置有一上部传力机构，罩体下部布置有一底部托盘，底部托盘上布置有用于岩石膨胀测试的测试机构。
2.根据权利要求1所述的岩石膨胀试验装置，其特征在于，上述测试机构包括设置在底板托盘上的储水罩，储水罩内布置有下部传力机构，下部传力机构的上端插入储水罩内，下部传力机构上方布置有金属固定套，金属固定套内布置有下多孔金属垫板，下多孔金属垫板上方布置有岩石试件，岩石试件上方布置有上多孔金属垫板，上多孔金属垫板上布置有盖板盒，盖板盒与上多孔金属垫板相连通，盖板盒通过一载荷传感器与上部传力机构相连接，盖板盒一侧布置有一位移传递板，罩体的一侧设置有一位移传感器，位移传感器下端与位移传递板相接触。
3.根据权利要求2所述的岩石膨胀试验装置，其特征在于，上述测试机构还包括控水单元，控水单元包括进水管，进水管一部分沿下部传力机构与下多孔金属垫板相连通，另一部分与储水罩相连通，进水管与一水位检测管相连通，水位检测管沿储水罩外侧竖直布置；进水管上设置有控水阀。
4.根据权利要求1所述的岩石膨胀试验装置，其特征在于，上述顶板上均由布置有多个弧形限位孔，上部传力机构与弧形限位孔对应处布置有限位螺栓，限位螺栓能在弧形限位孔内滑动。
5.根据权利要求4所述的岩石膨胀试验装置，其特征在于，上述弧形限位孔包括弧形限位部与通孔部，弧形限位部与通孔部相连通，限位螺栓位于弧形限位部时，上部传力机构处于限位状态，限位螺栓位于通孔部时，上部传力机构处于自由状态。
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