CN204479451U - 一种用于岩石干湿循环的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于岩石干湿循环的装置，它包括增湿箱和干燥箱；所述增湿箱为具有开口的容器，其内设有位于同一高度的若干增湿箱杆；所述干燥箱为具有开口的容器，其内设有干燥灯和位于同一高度的若干干燥箱杆，干燥箱的底部具有绝热底座；所述绝热底座上固定有干燥灯罩，所述干燥灯设置在干燥灯罩内，且固定在绝热底座上。该装置结构简单，设计巧妙，适用性强。对于岩土工程、水利工程、以及地下工程等领域的处于干湿循环过程中的岩石内部结构的实时变化记录与后续的宏观上的岩石力学性能试验两者之间的对比分析研究有一定的应用价值。

Description

一种用于岩石干湿循环的装置

技术领域

本实用新型涉及岩土工程领域，具体指一种用于岩石干湿循环的装置。

背景技术

库水位周期性变化引起岩土体总是处于“干燥-饱水”状态，使得岩土体本身的力学参数与性能发生较大的变化，由此引起的工程地质灾害已经引起了众多学者和工程界的重视，研究水岩相互作用成为岩土工程中的热点问题。水岩相互作用主要表现为 ：（1）水岩相互作用使得岩体的矿物成分、孔隙度、胶结物及其排列组合方式发生变化，从而引起岩体损伤，引起其强度（特别是抗剪强度参数）发生大幅度降低，导致软岩的破坏，甚至引起库岸边坡的失稳，对岩土工程的长期稳定性产生威胁。（2）赋存于干湿循环过程中岩体长期在应力场作用下会产生“蠕变”现象，岩体的蠕变特性决定岩体在应力作用下，变形会随时间逐渐增加，最终导致岩体蠕变破坏。水岩相互作用使得岩体内部发生变化，致使岩石损伤，更易于发生蠕变。

干湿循环是对岩土体内部结构的损伤变化动态监测与宏观力学参数及性能的对比研究中非常重要的环节，而目前还没有用于干湿循环的专业设备。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是：提供一种用于岩石干湿循环的装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于岩石干湿循环的装置，包括增湿箱和干燥箱；所述增湿箱为具有开口的容器，其内设有位于同一高度的若干增湿箱杆；所述干燥箱为具有开口的容器，其内设有干燥灯和位于同一高度的若干干燥箱杆，干燥箱的底部具有绝热底座；所述绝热底座上固定有干燥灯罩，所述干燥灯设置在干燥灯罩内，且固定在绝热底座上。

所述增湿箱为玻璃材质制成。

所述增湿箱杆处于增湿箱高度的1/2处。

所述干燥箱内设有称重台，所述称重台放置在干燥箱杆上。

所述干燥箱为玻璃材质制成。

所述干燥箱杆处于干燥箱高度的1/2处。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：该装置结构简单，设计巧妙，适用性强，且生产成本低。对于在干湿循环下的岩石内的裂缝发展过程，提供了一种简单的监测手段。对于岩土工程、水利工程、以及地下工程等领域的处于干湿循环过程中的岩石内部结构的实时变化记录与后续的宏观上的岩石力学性能试验两者之间的对比分析研究有一定的应用价值。

 附图说明

图1为增湿箱的结构示意图。

图2为干燥箱放置在CT扫描设备中使用时的结构示意图。

     图中，1-增湿箱，2-增湿箱杆，3-岩石试样，4-水，5-干燥箱，6-干燥箱杆，7-称重台，8-岩石试样，9-绝热底座，10-干燥灯，12-CT扫描设备，13-CT扫描设备电源。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1和图2，一种用于岩石干湿循环的装置，包括增湿箱1和干燥箱5。

增湿箱1为具有开口的长方形容器，最好采用玻璃材质制成，一方面便于观察其内的岩石试样3和增湿箱内水4的水位变化，另一方面，生产成本低，便于推广和使用。增湿箱1内设有位于同一高度的若干增湿箱杆2；增湿箱杆2处于增湿箱1高度的1/2处，一方面便于安装，另一方面便于观察位于增湿箱内水位的变化情况，从而更便于观察岩石试样湿度的变化。

干燥箱5为具有开口的长方形容器，干燥箱5最好采用玻璃材质制成，一方面便于观察其内的岩石试样8的变化状态和称重台7（以下详述）的读数，另一方面，生产成本低，便于推广和使用。其内设有干燥灯10和位于同一高度的若干干燥箱杆6，干燥箱杆6处于干燥箱1高度的1/2处，一方面便于安装，另一方面使岩石试样的高度不至于距干燥灯太近或太远，从而更便于控制岩石试样的干燥程度。

干燥箱5的底部具有绝热底座9，绝热底座9上固定有干燥灯罩，干燥灯10设置在干燥灯罩内，且固定在绝热底座9上。干燥箱5内设有称重台7，称重台7放置在干燥箱杆6上，称重台7的设置更便于控制岩石试样的干燥程度。

本实用新型提供的用于岩石干湿循环的装置的使用过程如下：

预先准备好试验所需的岩石试样，取一组岩石试样放置于增湿箱1内的增湿箱杆2上，然后向增湿箱1中注水，使水量漫过岩石试样，待岩试样自由吸水48小时后取出，放入干燥箱5中的干燥箱杆6上放置的称重台7上，岩石试样需竖直放置，在45摄氏度条件下干燥24小时后取出，此为一个干燥—饱水循环过程，岩石试样就这样经过若干次的干湿循环过程。

同时，干燥箱5放置于CT扫描设备的扫描圈桶中。CT扫描设备为现成的飞利浦CT扫描仪Ingenuity Core在干燥—饱水循环过程中，打开CT扫描设备，CT扫描的电压为120kv，电流为165mA，放大倍数5，扫描参数层厚5mm，4个扫描层间隔22mm。同时，对处于干燥箱5中的待干燥岩石试样进行若干次动态监测扫描。从而得到该待干燥岩石试样的CT图像和CT数。利用所得到的岩石试样各监测处的断面和立体CT图像，再对岩石试样进行后续的力学实验，如三轴抗剪试验，单轴拉压实验，得出岩样的力学参数和破坏形态。分析和探究岩石试样内部结构损伤与岩样在不同力学试验条件下的破坏过程与状态之间的必然联系。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种用于岩石干湿循环的装置，其特征在于：包括增湿箱（1）和干燥箱（5）；

所述增湿箱（1）为具有开口的容器，其内设有位于同一高度的若干增湿箱杆（2）；

所述干燥箱（5）为具有开口的容器，其内设有干燥灯（10）和位于同一高度的若干干燥箱杆（6），干燥箱（5）的底部具有绝热底座（9）；

所述绝热底座（9）上固定有干燥灯罩，所述干燥灯（10）设置在干燥灯罩内，且固定在绝热底座（9）上。

2.如权利要求1所述的用于岩石干湿循环的装置，其特征在于：所述增湿箱（1）为玻璃材质制成。

3.如权利要求1或2所述的用于岩石干湿循环的装置，其特征在于：所述增湿箱杆（2）处于增湿箱（1）高度的1/2处。

4.如权利要求1所述的用于岩石干湿循环的装置，其特征在于：所述干燥箱（5）内设有称重台（7），所述称重台（7）放置在干燥箱杆（6）上。

5.如权利要求1或4任一项所述的用于岩石干湿循环的装置，其特征在于：所述干燥箱（5）为玻璃材质制成。

6.如权利要求5所述的用于岩石干湿循环的装置，其特征在于：所述干燥箱杆（6）处于干燥箱（1）高度的1/2处。