CN113466435A - 一种岩土崩解试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩土崩解试验装置及试验方法，包括试样吊篮，试样吊篮中设置有岩土试样，试样吊篮的上端与测力计的测量端连接，测力计的固定端与升降机构连接；升降机构竖向设置，用于带动测力计及试样吊篮竖向升降；试验容器为中空箱体结构，试验容器设置在试样吊篮的正下方；试验容器中盛装有试验溶液，导热管均匀设置在试验容器中；导热管进口端与恒温槽的出水口连接，导热管的出口端与恒温槽的回水口连接；本发明利用导热管对试验容器中的试验溶液进行加热，充分考虑了温度因素对岩土崩解的影响，便于对试验溶液的温度进行控制；利用测力计对岩土试样的质量进行测量记录，实现精确判定试验起始和结束，并保证测试数据读取的精准，操作方便。

Description

一种岩土崩解试验装置及试验方法

技术领域

本发明属于岩土工程分析测试技术领域，特别涉及一种岩土崩解试验装置及试验方法。

背景技术

城市发展用地的限制，大规模的平山造城与治沟造地工程活动，形成了大量的人工挖、填方边坡；在降雨作用下，这些边坡的坡面冲刷、侵蚀等现象频发，严重时还会出现边坡失稳，上述灾害均与边坡岩土的水理性，尤其是崩解性十分密切。

崩解试验是获取岩土崩解参数的有效手段，采用崩解装置来测试岩土在浸水过程中的崩解破坏规律，能够为分析岩土的崩解指标提供依据；然而，以往岩土试验中的崩解装置大多较为简单；目前，虽有一些改进的装置，但装置整体操作性较差，试验时温度难以控制，且测试结果的采集也存在一定偏差，难以得到岩土真实的崩解结果，从而影响工程实践的应用。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种岩土崩解试验装置及试验方法，以解决现有的崩解装置整体操作性差，试验温度难以控制，测试结果采集存在偏差，难以得到岩土真实的崩解结果的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

本发明提供了一种岩土崩解试验装置，包括升降机构、试样吊篮、试验容器、测力计、导热管及恒温槽；试样吊篮中设置有岩土试样，试样吊篮的上端与测力计的测量端连接，测力计的固定端与升降机构连接；

升降机构竖向设置，用于带动测力计及试样吊篮竖向升降；试验容器为中空箱体结构，试验容器设置在试样吊篮的正下方；试验容器中盛装有试验溶液，导热管均匀设置在试验容器中；导热管进口端与恒温槽的出水口连接，导热管的出口端与恒温槽的回水口连接。

进一步的，升降机构包括升降滑块、生根板、上挡板、下挡板、升降丝杠、两个升降导杆及底座，底座水平固定在地面或试验台面上；两个升降导杆竖向平行设置在底座上，上挡板水平固定在升降导杆的上端，下挡板水平固定在升降导杆的下端；

升降丝杠竖向设置在两个升降导杆之间，升降丝杠的上端贯穿上挡板设置，下端贯穿下档板后与底座转动连接；升降滑块的两端分别滑动嵌套在两个升降导杆上，升降滑块的中部套设在升降丝杠上，升降滑块与升降丝杠之间采用螺纹连接；

试验容器固定设置在底座上，升降丝杠位于试验容器的外侧壁中部；生根板固定在升降滑块的侧壁上，生根板的一端与升降滑块固定，另一端朝试验容器的上部中心延伸，测力计固定在生根板的延伸端。

进一步的，升降机构还包括主动齿轮、驱动电机及从动齿轮；驱动电机固定安装在上挡板上；驱动电机的输出轴竖向设置，主动齿轮水平固定在驱动电机的输出轴上；从动齿轮固定套设在升降丝杠的上端，从动齿轮与主动齿轮相互啮合。

进一步的，试样吊篮包括四根横向钢条、四根纵向钢条、四根竖向钢条、四根斜向钢绳及钢网；四根横向钢条、四根纵向钢条及四根竖向钢条相互拼接，形成长方体钢架结构；钢网水平铺设在长方体钢架结构的底板处；岩土试样放置在钢网上；四根斜向钢绳均匀分布在长方体钢架结构的四个顶角，斜向钢绳的下端与长方体钢架结构的顶角固定，四根斜向钢绳的上端共同与测力计的测量端固定。

进一步的，试验容器包括盖板、两个长侧板、两个短侧板及底板；两个长侧板、两个短侧板及底板合围拼接形成顶部开口的中空箱体结构，盖板可拆卸固定在中空箱体结构的顶部开口处；盖板的一端设置有两个半圆形缺口，用于导热管的进口段与出口段贯穿通过；底板上开设有排水口，排水口中安装有水阀。

进一步的，试验容器中的盖板、两个长侧板、两个短侧板及底板均采用透明亚克力板制作而成，中空箱体结构的拼缝处均采用防水强力胶密封粘合。

进一步的，测力计采用数显电子拉力计；数显电子拉力计的顶部设置有USB接口，USB接口通过数据传输线与数据采集仪相连；测力计的底部设置挂钩，挂钩用于与试样吊篮连接。

进一步的，恒温槽包括机座、储水槽、调温控制面板、加热器及泵机；储水槽固定安装在机座上，储水槽用于储存导热液体，储水槽上设置有出水口及回水口，出水口与导热管的进口端连接，回水口与导热管的出口端连接；加热器采用加热盘管，加热盘管围绕储水槽的四周均匀设置；泵机设置在储水槽中，泵机的输出端通过管路与出水口连通；调温控制面板安装在机座的顶部，调温控制面板与加热器连接，用于调节加热器的加热温度。

进一步的，导热管为铜制空心管，铜制空心管设置在试验容器中，并以正方形螺旋线形式均匀布设；铜制空心管的两端分别延伸至试验容器的外侧，并分别与恒温槽的出水口及回水口连接。

本发明还提供了一种岩土崩解试验方法，利用所述的一种岩土崩解试验装置，具体包括以下步骤：

根据试验要求制作试验容器，并在试验容器中加入试验溶液；

将岩土试样放置在试样吊篮上，并将试样吊篮通过测力计固定在升降机构上；

将恒温槽的出水口及回水口连接导热管，利用导热管将试验溶液加热至预设温度；

利用升降机构带动试样吊篮竖向下降，使试样吊篮中的岩土试样浸入至试验溶液中，进行崩解，并记录测力计的试验数据；

当记录的试验数据不再发生变化时，本次试验结束。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供了一种岩土崩解试验装置及试验方法，通过在试验容器中设置导热管，利用导热管对试验容器中的试验溶液进行加热，充分考虑了温度因素对岩土崩解的影响，便于对试验溶液的温度进行控制；通过在试样吊篮的上端设置测力计，利用测力计对岩土试样的质量进行测量记录，实现精确判定试验起始和结束，并保证测试数据读取的精准，操作方便，试验结果丰富且真实可靠，能够为实际工程的建设提供合理的指导。

进一步的，通过驱动电机的主动齿轮与升降丝杠的从动齿轮啮合，驱动电机控制齿轮转动，实现对升降丝杠的平面转动控制，进而实现控制升降滑块的竖向移动，使准备过程自动化。

进一步的，试验容器采用透明亚克力板拼接而成，在经济的前提下保证了试验的强度和耐久度，并方便试验现象的观察；相邻之间的板块在相互嵌套，并采用防水强力胶进行密封粘合，保证了试验容器的密封性、防水性和稳定性。

进一步的，导热管采用铜制空心管，方便传热；导热管在试验容器中，通过正方形螺旋线的方式中呈多层分布，扩大了导热管与试验溶液的接触面积，可短时间内将试验溶液的温度控制调节到所需温度。

进一步的，测力计的挂钩与试样吊篮相连，顶部USB接口与数据采集仪相接，能够通过电脑控制进行自动数据采集。

进一步的，恒温槽的出水口和回水口通过外接导热管的两端口相连，储水槽内部设有加热器和泵机；通过调温控制面板，控制恒温槽内的导热液体经加热预设温度后，在导热管中持续循环，以此加热并控制试验溶液至恒定温度。

综上，本发明所述的岩土崩解试验装置及试验方法，通过在试验容器的侧板和底板设置开沟槽和凹槽，保证其尺寸的准确性和结构的稳定性；底板上设置排水口，并在排水口处设置水阀，方便在试验结束后更换试验溶液；在升降机构上设置驱动电机，驱动电机上的主动齿轮与升降丝杠上的从动齿轮进行啮合。将测力计固定在生根板上并固定在升降滑块上，一并穿套在升降丝杠上；通过控制驱动电机转动带动升降丝杠转动，进而控制升降滑块上的测力计上下移动，并使测力计下方的岩土试样缓慢上升或下降，稳定控制岩土试样浸水崩解，简化试验开始前的准备工作；测力计在岩土崩解过程中可实时或可设置不同时间间隔，反映岩土在崩解溶液中的质量变化，试验数据可自动进行采集并及时储存在与数据采集仪相连的电脑中，方便后期处理；在恒温槽中可控制得到不同温度的导热液体，通过导热管在试验容器中形成外循环来将其中的试验溶液加热至恒定温度，可丰富试验开展的工况，得到不同温度下的岩土崩解数据；本发明能够用于室内岩土试验测试分析，研究不同浸水条件和不同温度条件下岩土的崩解性质变化规律，试验全程实现了自动化，得到的测试数据真实可靠，对于岩土工程灾害防治等领域具有较高的应用价值。

附图说明

图1为本发明所述的岩土崩解试验装置的整体结构示意图；

图2为本发明中的升降机构结构示意图；

图3为本发明中的升降滑块与升降丝杠的连接结构示意图；

图4为本发明中的升降滑块的结构示意图；

图5为本发明中的试样吊篮结构示意图；

图6为本发明中的试验容器结构示意图；

图7为本发明中的恒温槽内部结构示意图；

图8为本发明中的测力计结构示意图；

图9为本发明中的导热管示意图。

其中，1升降机构，2试样吊篮，3试验容器，4测力计，5导热管，6恒温槽；11升降滑块，12生根板，13上挡板，14下挡板，15升降丝杠，16升降导杆，17底座，18主动齿轮，19驱动电机，110从动齿轮；21横向钢条，22竖向钢条，23斜向钢绳，24钢网；31盖板，32长侧板，33短侧板，34底板，35排水口；301沟槽，302凹槽，303半圆形缺口；41USB接口，42挂钩；61出水口，62回水口，63储水槽，64调温控制面板，65加热器，66泵机。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明。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。

如附图1-9所示，本发明提供了一种岩土崩解试验装置，包括升降机构1、试样吊篮2、试验容器3、测力计4、导热管5及恒温槽6；试样吊篮2悬挂在测力计4的测量端，测力计4的固定端与升降机构1固定连接；升降机构1竖向设置，用于带动测力计4及试样吊篮2竖向升降；试验容器3为中空箱体结构，试样容器3设置在试样吊篮2的正下方；试验容器3中盛装试验溶液；导热管5均匀设置在试验容器3中，导热管5的进口端与恒温槽6的出水口连接，导热管5的出口端与恒温槽6的回水口连接。

本发明中，通过将试样吊篮2悬挂在测力计4上并共同固定在升降机构1上实现共同升降，将导热管5设置在试验容器3中，用于对试验容器3中的试验溶液的温度进行调节控制；试验时，将预设尺寸的岩土试样放置在试样吊篮2中，利用升降机构1控制岩土试样缓慢匀速下降，直至浸入试验容器3中的试验溶液内，即可开始进行崩解试验。

升降机构1包括升降滑块11、生根板12、上挡板13、下挡板14、升降丝杠15、两个升降导杆16、底座17、主动齿轮18、驱动电机19及从动齿轮110；底座17水平固定在地面或试验台面上，两个升降导杆16竖向平行设置在底座17上，上挡板13水平固定在升降导杆16的上端，下挡板14水平固定在升降导杆16的下端；升降丝杠15竖向设置在两个升降导杆16之间，升降丝杠15的上端贯穿上挡板13设置，升降丝杠的下端贯穿下档板14后，与底座17转动连接；两个升降导杆16对称设置在升降丝杠15的两侧；升降滑块11的两端分别滑动嵌套在两个升降导杆16上，升降滑块11的中部套设在升降丝杠15上，升降滑块11与升降丝杠15之间采用螺纹连接。

试验容器3固定设置在底座17上，升降丝杠15位于试验容器3的外侧壁中部；生根板12固定在升降滑块11的侧壁上，生根板12的一端与升降滑块11固定，另一端朝试验容器3的中心延伸，测力计4固定在生根板12的延伸端；驱动电机19固定安装在上挡板13上，驱动电机19的输出轴竖向设置，主动齿轮18水平固定在驱动电机19的输出轴上，从动齿轮110固定套设在升降丝杠15的上端，并位于上挡板13的上方；从动齿轮110与主动齿轮18相互啮合。

本发明中，生根板12的尺寸大小与升降滑块11的尺寸大小匹配并固定相连；升降滑块11的中部位置穿套在升降丝杠15上，升降丝杠15的两端分别穿过上挡板13与下挡板14；上挡板13或下挡板14的一侧与其中一个升降导杆16的顶端或底端固定，另一侧与另一个升降导杆16的顶端或底端固定；驱动电机19安装在上挡板13的顶部，驱动电机19的尺寸小于上挡板13的尺寸；升降丝杠15的上端贯穿上挡板13设置，且在伸出端上设有从动齿轮110，从动齿轮110与升降丝杠15固定连接，避免两者出现相对滑动；驱动电机19上的主动齿轮18与升降丝杠15上的从动齿轮110相互啮合，利用驱动电机19的转动带动升降丝杠15转动，进而实现升降滑块11沿升降导杆16的轴线竖向上下移动。

试样吊篮2包括四根横向钢条21、四根纵向钢条、四根竖向钢条22、四根斜向钢绳23及钢网24；四根横向钢条21、四根纵向钢条及四根竖向钢条22相互拼接，形成长方体钢架结构；钢网24水平铺设在长方体钢架结构的底板处；岩土试样放置在钢网24上；四根斜向钢绳23均匀分布在长方体钢架结构的四个顶角，斜向钢绳23的下端与长方体钢架结构的顶角固定，四根斜向钢绳23的上端共同与测力计4的测量端固定。

本发明中，钢网24采用开孔的方形网板，利用四根横向钢条21、四根纵向钢条及四根竖向钢条22相互拼接形成长方体钢架结构，有利于在崩解试验时，钢网24上的岩土试样与试验容器中的试验溶液充分接触；长方体钢架结构的上部四个顶角位置各固定一条等长度的斜向钢绳23，四条斜向钢绳共同与测力计的测量端相连，保证试样吊篮2在下降过程中的稳定。

试验容器3包括盖板31、两个长侧板32、两个短侧板33及底板34；两个长侧板32、两个短侧板33及底板34合围拼接形成顶部开口的中空箱体结构，盖板31可拆卸固定在中空箱体结构的顶部开口处；盖板31的一端设置有两个半圆形缺口303，用于导热管5的进口段与出口段贯穿通过。

其中，长侧板32在距离两侧边2-4cm的位置开设深度为0.5-1cm，宽度等于短侧板33厚度的沟槽301，使得四块侧板可相互进行嵌扣；底板34根据长侧板及短侧板围成的长方体的尺寸，开设宽度与侧板厚度相同，深度为1-2cm的凹槽302，使得侧板围成的长方体可嵌入底板34的凹槽内进行固定。

底板34的中部设置有排水口35，排水口35处安装有水阀，方便试验中更换崩解的试验溶液；顶部的盖板31的一侧设置两个半圆形缺口303，尺寸稍大于导热管5的直径，盖板31的面积稍大于长方体的尺寸，方便在试验前的加热中对试验容器3中的试验溶液进行密封保温。

优选的，试验容器3中的盖板31、两个长侧板32、两个短侧板33及底板34均采用透明亚克力板制作而成，中空箱体结构的拼缝处均采用防水强力胶密封粘合，能够在经济的前提下保证试验容器所需要的强度和耐久度；相邻的侧板在相互嵌套的沟槽301接缝位置以及底部的凹槽302接缝位置均采用强力防水胶进行密封粘合，保证了玻璃缸的密封性和防水性。

测力计4采用数显电子拉力计，数显电子拉力计通过螺栓或螺钉固定在生根板12上；数显电子拉力计的顶部设置有USB接口41，通过数据传输线与数据采集仪相连，且数据采集仪与电脑连接；数显电子拉力计的底部设置挂钩42，挂钩42用于与试样吊篮2连接；使试样吊篮2悬挂于数显电子拉力计下部，进行测量岩土试样的质量变化，顶部的USB接口41通过数据传输线与数据采集仪相接，进行试验数据采集与记录。

导热管5为铜制空心管，铜制空心管设置在试验容器3中，并以正方形螺旋线形式均匀布设；铜制空心管的两端分别延伸至试验容器3的外侧，并分别与恒温槽6的出水口及回水口连接；本发明中，铜制空心管采用0.5-1.0cm的圆形管，铜制空心管在试验容器3中上下分3-4层设置，以便扩大导热管与试验容器中的试验溶液的接触面积，以使在较短时间内将试验溶液的温度调节至试验所需的温度。

恒温槽6包括机座、储水槽63、调温控制面板64、加热器65及泵机66；储水槽63固定安装在机座上，储水槽63用于储存导热液体；储水槽63上设置有出水口61及回水口62，出水口61与导热管5的进口端连接，回水口62与导热管5的出口端连接；加热器65采用加热盘管，加热盘管围绕储水槽63的四周均匀设置；泵机66设置在储水槽中，泵机66的输出端通过管路与出水口61连通；调温控制面板64安装在机座的顶部，调温控制面板64与加热器65连接，用于调节加热器65的加热温度。

本发明中，机座采用铁皮箱，机座的上部设有调温控制面板64，储水槽63的侧面设置相隔预设间距的出水口61和回水口62，并分别与导热管5的两端相连；加热器65采用圆形铜管作为加热盘管，均匀排列且环绕在储水槽63内；泵机66采用小型叶片泵，并置于储水槽63的内部侧边，通过调温控制面板64对加热器65进行温度控制并对储水槽63内导热液体进行加热，利用泵机66将加热后的导热液体压入导热管5中进行外循环，使得试验容器3中的试验溶液逐渐加热至指定温度。

本发明还提供了一种岩土崩解试验方法，包括以下步骤：

步骤1、根据试验要求确定试验容器的尺寸；按照试验容器的尺寸，采用预设尺寸大小的钢板作为底座，在钢板上打螺栓孔，将升降机构与钢板进行连接，同时将测力计连接在升降机构中的生根板上，测力计上的USB数据口连接至数据采集仪。

步骤2、将试验容器固定于底座上，试样吊篮悬挂于测力计的挂钩上，并调整位置到试验容器的上方中心，将导热管固定于试验容器内。

步骤3、将恒温槽中的出水口以及回水口连接导热管，在试验容器中注入崩解需要的试验溶液至指定位置，利用调温控制面板将试验容器中的试验溶液的温度加热至试验要求。

步骤4、将测力计的示数清零完成准备工作。

步骤5、将岩土试样放入试验吊篮中，控制升降机构将试样吊篮浸入试验溶液的预设高度位置处，即开始行崩解试验，采集试验数据通过电脑自动采集成Excel文件，方便后续处理。

步骤6、当电脑采集的试验数据不再变化时，自动判定本次试验结束，此时更换试验容器中的试验溶液并准备下一岩土试样，即可进行下一次试验。

本发明所述的岩土崩解试验装置及试验方法，通过在试验容器的侧板和底板设置开沟槽和凹槽，保证其尺寸的准确性和结构的稳定性；底板上设置带水阀的排水口，方便在试验结束后更换试验溶液；在升降机构上设置驱动电机，采用驱动电机上的主动齿轮与升降丝杠上的从动齿轮进行啮合，测力计固定在生根板上并固定在升降滑块上，升降滑块穿套在升降丝杠上。

通过控制驱动电机转动带动升降丝杠转动，进而控制升降滑块上的拉力计上下移动，并使测力计下方的岩土试样缓慢上升或下降，稳定控制岩土试样浸水崩解，简化试验开始前的准备工作；测力计在岩土崩解过程中可实时或可设置不同时间间隔，反映岩土在崩解液中的质量变化，试验数据进行可自动采集传输并及时储存在电脑中方便后期处理；在恒温槽中可控制得到不同温度的导热液体，通过导热管在试验容器中形成外循环来将其中的试验溶液加热至恒定温度，可丰富试验开展的工况，得到不同温度下的岩土崩解数据。

本发明所述的岩土崩解试验装置及试验方法，能够用于室内岩土试验测试分析，研究不同浸水条件和不同温度条件下岩土的崩解性质变化规律，试验全程实现了自动化，得到的测试数据真实可靠，对于岩土工程灾害防治等领域具有较高的应用价值。

以下对本发明的岩土崩解试验装置的具体结构进行说明。

本发明所述的一种岩土崩解试验装置，包括升降机构1、试样吊篮2、试验容器3、测力计4、导热管5及恒温槽6；试样吊篮悬挂在测力计上并共同固定在升降机构上，试验容器置于升降机构的底座上，导热管均匀分布在试验容器中，导热管的两端分别连接恒温槽的出水口与回水口，岩土试样放置在试样吊篮上，利用升降机构控制崩解试验。

本发明中，生根板为厚度6mm的铁片，升降滑块采用边长为6cm的立方体不锈钢滑块，生根板与升降滑块相连固定；升降滑块穿套在直径为2cm的圆柱形升降丝杠上，升降丝杠穿过边长为8cm、厚度为2cm的方形铁制的上挡板和下挡板；升降导杆采用高度为120cm的不锈钢立柱；底座为边长60cm的方形钢板，方形钢板的厚度为5cm；驱动电机安装在上挡板顶部，驱动电机输出轴上的主动齿轮与升降丝杠顶部的从动齿轮啮合。

试样吊篮采用长度为10cm的四根横向钢条、长度为10cm的四根纵向钢条和长度为8cm的四根竖向钢条，与底部开方形孔眼的边长为10cm的方形网板共同焊接，长方体钢架结构的上部四个顶点位置各固定一条长度均为10cm的斜向钢绳，四根钢绳共同与测力计的挂钩相连；其中，方形网板的孔眼尺寸为1cm×1cm。

试验容器中的盖板、两个长侧板、两个短侧板及底板均采用透明亚克力板制作；其中，长侧板的尺寸特征为：厚×长×高＝2cm×40cm×30cm，短侧板的尺寸特征为：厚×长×高＝2cm×30cm×30cm；底板的尺寸特征为：长×宽＝50cm×50cm；长侧板在距离两侧边3cm的位置开设深1cm、宽2cm的沟槽；底板开设长40cm、宽30cm、厚2cm、深2cm的凹槽；底板的中部设置了直径为3cm的圆形带水阀的排水口；顶部盖板的长为45cm、宽为35cm、厚为2cm，盖板左侧设置两个直径为1.5cm的半圆形缺口，间距为20cm；试验容器的各接缝位置均采用强力防水胶进行密封粘合。

测力计为数显电子拉力计，通过背面的螺纹孔固定在生根板上，底部的挂钩与试样吊篮的斜向钢绳相连，顶部的USB接口通过数据传输线与数据采集仪和电脑相接；导热管采用直径为0.5cm的圆形铜制管，在试验容器中以正方形螺旋线的方式呈3-4层分层布设，每层间距为6cm。

储水槽的侧面设置间距5cm的出水口和回水口，分别与导热管的两端相连；储水槽为边长10cm、深度10cm的立方体，外部以铁皮包裹，直径1cm的圆形铜管加热器沿深度均匀设置4排，采用小型叶片泵与出水口相接。

本发明所述的岩土崩解试验装置及试验方法，通过控制驱动电机转动带动升降丝杠转动，进而控制升降滑块上的测力计上下移动，并使测力计下方的岩土试样缓慢上升或下降，稳定控制岩土试样浸水崩解，简化试验开始前的准备工作；测力计在岩土崩解过程中可实时反映岩土试样在崩解液中的质量变化，并可自动将数据采集传输并及时储存在与数据采集仪相连的电脑中，方便后期处理；在恒温槽中可控制得到不同温度的导热液体，通过导热管在试验容器中形成外循环来将其中的试验溶液加热至恒定温度，可丰富试验开展的工况，得到不同温度下的岩土崩解数据。

本发明所述的自动化岩土崩解试验装置及试验方法，能够用于室内岩土试验测试分析，研究不同浸水条件和不同温度条件下岩土的崩解性质变化规律，试验全程实现了自动化，得到的测试数据真实可靠，对于岩土工程灾害防治等领域具有较高的应用价值。

本发明所述的岩土崩解试验装置及试验方法，能够考虑崩解试验的温度变化，自动判定试验起始和结束，并保证测试数据读取的精准，可得到较为精准的试验结果；在研究岩土的崩解特性规律时保证了结果的可靠性和准确性，整个过程可实现自动化，操作简单，可考虑温度变化的影响，测试结果可为相关工程建设提供指导。

上述实施例仅仅是能够实现本发明技术方案的实施方式之一，本发明所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。

Claims (10)

1.一种岩土崩解试验装置，其特征在于，包括升降机构(1)、试样吊篮(2)、试验容器(3)、测力计(4)、导热管(5)及恒温槽(6)；试样吊篮(2)中设置有岩土试样，试样吊篮(2)的上端与测力计(4)的测量端连接，测力计(4)的固定端与升降机构(1)连接；

升降机构(1)竖向设置，用于带动测力计(4)及试样吊篮(2)竖向升降；试验容器(3)为中空箱体结构，试验容器(3)设置在试样吊篮(2)的正下方；试验容器(3)中盛装有试验溶液，导热管(5)均匀设置在试验容器(3)中；导热管(5)进口端与恒温槽(6)的出水口连接，导热管(5)的出口端与恒温槽(6)的回水口连接。

2.根据权利要求1所述的一种岩土崩解试验装置，其特征在于，升降机构(1)包括升降滑块(11)、生根板(12)、上挡板(13)、下挡板(14)、升降丝杠(15)、两个升降导杆(16)及底座(17)，底座(17)水平固定在地面或试验台面上；两个升降导杆(16)竖向平行设置在底座(17)上，上挡板(13)水平固定在升降导杆(16)的上端，下挡板(14)水平固定在升降导杆(16)的下端；

升降丝杠(15)竖向设置在两个升降导杆(16)之间，升降丝杠(15)的上端贯穿上挡板(13)设置，下端贯穿下档板(14)后与底座(17)转动连接；升降滑块(11)的两端分别滑动嵌套在两个升降导杆(16)上，升降滑块(11)的中部套设在升降丝杠(15)上，升降滑块(11)与升降丝杠(15)之间采用螺纹连接；

试验容器(3)固定设置在底座(17)上，升降丝杠(15)位于试验容器(3)的外侧壁中部；生根板(12)固定在升降滑块(11)的侧壁上，生根板(12)的一端与升降滑块(11)固定，另一端朝试验容器(3)的上部中心延伸，测力计(4)固定在生根板(12)的延伸端。

3.根据权利要求2所述的一种岩土崩解试验装置，其特征在于，升降机构(1)还包括主动齿轮(18)、驱动电机(19)及从动齿轮(110)；驱动电机(19)固定安装在上挡板(13)上；驱动电机(19)的输出轴竖向设置，主动齿轮(18)水平固定在驱动电机(19)的输出轴上；从动齿轮(110)固定套设在升降丝杠(15)的上端，从动齿轮(110)与主动齿轮(18)相互啮合。

4.根据权利要求1所述的一种岩土崩解试验装置，其特征在于，试样吊篮(2)包括四根横向钢条(21)、四根纵向钢条、四根竖向钢条(22)、四根斜向钢绳(23)及钢网(24)；

四根横向钢条(21)、四根纵向钢条及四根竖向钢条(22)相互拼接，形成长方体钢架结构；钢网(24)水平铺设在长方体钢架结构的底板处；岩土试样放置在钢网(24)上；四根斜向钢绳(23)均匀分布在长方体钢架结构的四个顶角，斜向钢绳(23)的下端与长方体钢架结构的顶角固定，四根斜向钢绳(23)的上端共同与测力计(4)的测量端固定。

5.根据权利要求1所述的一种岩土崩解试验装置，其特征在于，试验容器(3)包括盖板(31)、两个长侧板(32)、两个短侧板(33)及底板(34)；两个长侧板(32)、两个短侧板(33)及底板(34)合围拼接形成顶部开口的中空箱体结构，盖板(31)可拆卸固定在中空箱体结构的顶部开口处；盖板(31)的一端设置有两个半圆形缺口(303)，用于导热管(5)的进口段与出口段贯穿通过；底板(34)上开设有排水口(35)，排水口(35)中安装有水阀。

6.根据权利要求5所述的一种岩土崩解试验装置，其特征在于，试验容器(3)中的盖板(31)、两个长侧板(32)、两个短侧板(33)及底板(34)均采用透明亚克力板制作而成，中空箱体结构的拼缝处均采用防水强力胶密封粘合。

7.根据权利要求1所述的一种岩土崩解试验装置，其特征在于，测力计(4)采用数显电子拉力计；数显电子拉力计的顶部设置有USB接口(41)，USB接口(41)通过数据传输线与数据采集仪相连；测力计(4)的底部设置挂钩(42)，挂钩(42)用于与试样吊篮(2)连接。

8.根据权利要求1所述的一种岩土崩解试验装置，其特征在于，恒温槽(6)包括机座、储水槽(63)、调温控制面板(64)、加热器(65)及泵机(66)；储水槽(63)固定安装在机座上，储水槽(63)用于储存导热液体，储水槽(63)上设置有出水口(61)及回水口(62)，出水口(61)与导热管(5)的进口端连接，回水口(62)与导热管(5)的出口端连接；加热器(65)采用加热盘管，加热盘管围绕储水槽(63)的四周均匀设置；泵机(66)设置在储水槽中，泵机(66)的输出端通过管路与出水口(61)连通；调温控制面板(64)安装在机座的顶部，调温控制面板(64)与加热器(65)连接，用于调节加热器(65)的加热温度。

9.根据权利要求1所述的一种岩土崩解试验装置，其特征在于，导热管(5)为铜制空心管，铜制空心管设置在试验容器(3)中，并以正方形螺旋线形式均匀布设；铜制空心管的两端分别延伸至试验容器(3)的外侧，并分别与恒温槽(6)的出水口及回水口连接。

10.一种岩土崩解试验方法，其特征在于，利用权利要求1-9任意一项所述的一种岩土崩解试验装置，具体包括以下步骤：

根据试验要求制作试验容器，并在试验容器中加入试验溶液；

将岩土试样放置在试样吊篮上，并将试样吊篮通过测力计固定在升降机构上；

将恒温槽的出水口及回水口连接导热管，利用导热管将试验溶液加热至预设温度；

利用升降机构带动试样吊篮竖向下降，使试样吊篮中的岩土试样浸入至试验溶液中，进行崩解，并记录测力计的试验数据；

当记录的试验数据不再发生变化时，本次试验结束。

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