CN210571121U - 一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及岩石膨胀测试技术领域，具体涉及一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统。包括测试盒体、岩石单体、压力传感器和反力固定盖体，所述测试盒体的内底部设有测试固定底座，所述岩石单体置于测试固定底座上，在岩石单体顶部设有压力传感器，所述反力固定盖体盖合在测试盒体顶部，并将压力传感器挤压固定在岩石单体上，反力固定盖体与岩石单体之间形成活动空间层，所述测试固定底座内设有注水通道，所述注水通道通向岩石单体底部，且注水通道与测试盒体外部连通。本实用新型可以在浸水过程中进行岩石的吸水膨胀应力自动同步测量，有效提高测量精度，且便于测量岩石膨胀力与吸水量的实时变化数据。

Description

一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统

技术领域

本实用新型涉及岩石膨胀测试技术领域，具体涉及一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统。

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。

现有土工膨胀力试验方法是将试样置于固定仪器内，并在向仪器内加水将试样浸没在水中后，通过持续的杠杆加压，控制试样不产生变形，平衡和测量试样完全膨胀后产生的最大膨胀力。在整个试验过程中，样品始终位于固定仪器内，试验员无法得知样品的含水率，直到试验结束后才能将试样取出并烘干，根据烘干前后的重量值来得到试样的初始含水率和最终含水率。同时，由于试验过程中要求试样不能发生膨胀变形，试验员也不能中途取下杠杆的荷载来称量荷载重量，计算试样的实时膨胀力大小，否则试样在未完全膨胀的情况下，由于外部压力消失，会立即产生膨胀变形。只能在试验结束后才能取下荷重并称量换算得知试样的一个最大膨胀力。实际情况下，土体吸水并产生膨胀的过程是连续的，土体产生的膨胀力大小可能与其吸水量相关，而现有试验装置不能得到试验过程中，试样膨胀力与吸水量的实时变化数据。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统，其应用时，可以在浸水过程中进行岩石的吸水膨胀应力自动同步测量，有效提高测量精度，且便于测量岩石膨胀力与吸水量的实时变化数据。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统，包括测试盒体、岩石单体、压力传感器和反力固定盖体，所述测试盒体的内底部设有测试固定底座，所述岩石单体置于测试固定底座上，在岩石单体顶部设有压力传感器，所述反力固定盖体盖合在测试盒体顶部，并将压力传感器挤压固定在岩石单体上，反力固定盖体与岩石单体之间形成活动空间层，所述测试固定底座内设有注水通道，所述注水通道通向岩石单体底部，且注水通道与测试盒体外部连通。

作为上述技术方案的优选，所述岩石单体的顶部设置不透水垫块，压力传感器置于不透水垫块上。

作为上述技术方案的优选，所述不透水垫块的底面与岩石单体的顶面形状相同，且面积相同，不透水垫块的顶面和反力固定盖体的底面均为水平平面。

作为上述技术方案的优选，所述测试盒体为筒状结构，所述岩石单体为圆柱体，且岩石单体分别与测试盒体、测试固定底座和不透水垫块无缝贴合。

作为上述技术方案的优选，在测试盒体外部设有刻度滴管，所述注水通道与刻度滴管连通。

作为上述技术方案的优选，所述注水通道与刻度滴管之间通过橡胶管连通，在橡胶管上设有注水阀门。

作为上述技术方案的优选，所述岩石单体与测试固定底座之间设有透水垫块，透水垫块内设有若干透水孔，透水孔与注水通道连通。

作为上述技术方案的优选，所述测试盒体位于活动空间层的侧壁上设有观察孔，压力传感器的连接线从观察孔内穿出。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过通过注水通道进行外部定量注水，外部注水被岩石单体吸收后，岩石单体开始膨胀，并向上挤压，岩石单体上方的压力传感器测出相应压力，并将相应膨胀压力信号传至外部仪器，完成岩石单体在浸水过程中的吸水膨胀应力自动同步测量，且用压力传感器代替传统手工测量，可以有效提高测量精度，同时通过注水通道进行外部定量注水，便于测量岩石单体膨胀力与吸水量的实时变化数据。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为实施例4中透水垫块的结构示意图。

图中：1、测试盒体；2、注水通道；3、注水阀门；4、橡胶管；5、橡胶管；6、不透水垫块；7、压力传感器；8、观察孔；9、反力固定盖体；10、岩石单体；11、测试固定底座；12、活动空间层；13、透水垫块；14、透水孔。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。

应当理解，术语第一、第二等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。尽管本文可以使用术语第一、第二等等来描述各种单元，这些单元不应当受到这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个单元和另一个单元。例如可以将第一单元称作第二单元,并且类似地可以将第二单元称作第一单元，同时不脱离本实用新型的示例实施例的范围。

应当理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，A/和B，可以表示：单独存在A，单独存在A和B两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。

应当理解，在本实用新型的描述中，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

应当理解，当将单元称作与另一个单元“连接”、“相连”或“耦合”时，它可以与另一个单元直相连接或耦合，或中间单元可以存在。相対地，当将单元称作与另一个单元“直接相连”或“直接耦合”时，不存在中间单元。应当以类似方式来解释用于描述单元之间的关系的其他单词(例如，“在……之间”对“直接在……之间”,“相邻”对“直接相邻”等等)。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本文使用的术语仅用于描述特定实施例，并且不意在限制本实用新型的示例实施例。如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”意在包括复数形式，除非上下文明确指示相反意思。还应当理解术语“包括”、“包括了”、“包含”、和/或“包含了”当在本文中使用时,指定所声明的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在性,并且不排除一个或多个其他特征、数量、步骤、操作、单元、组件和/或他们的组合存在性或增加。

还应当注意到在一些备选实施例中，所出现的功能/动作可能与附图出现的顺序不同。例如,取决于于所涉及的功能/动作,实际上可以实质上并发地执行,或者有时可以以相反的顺序来执行连续示出的两个图。

在下面的描述中提供了特定的细节,以便于对示例实施例的完全理解。然而,本领域普通技术人员应当理解可以在没有这些特定细节的情况下实现示例实施例。例如可以在框图中示出系统，以避免用不必要的细节来使得示例不清楚。在其他实施例中，可以不以非必要的细节来示出众所周知的过程、结构和技术，以避免使得示例实施例不清楚。

实施例1：

本实施例提供了一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统，如图1所示：

包括测试盒体1、岩石单体10、压力传感器7和反力固定盖体9，所述测试盒体1的内底部设有测试固定底座11，所述岩石单体10置于测试固定底座11上，在岩石单体10顶部设有压力传感器7，所述反力固定盖体9盖合在测试盒体1顶部，并将压力传感器7挤压固定在岩石单体10上，反力固定盖体9与岩石单体10之间形成活动空间层12，所述测试固定底座11内设有注水通道2，所述注水通道2通向岩石单体10底部，且注水通道2与测试盒体1外部连通。

具体实施时，可通过注水通道2进行外部定量注水，外部注水被岩石单体10吸收后，岩石单体10开始膨胀，并向上挤压，岩石单体10上方的压力传感器7测出相应压力，并将相应膨胀压力信号传至外部仪器，完成岩石单体10在浸水过程中的吸水膨胀应力自动同步测量，且用压力传感器7代替传统手工测量，可以有效提高测量精度，同时通过注水通道2进行外部定量注水，便于测量岩石单体10膨胀力与吸水量的实时变化数据。

实施例2：

作为对上述实施例的优化，所述岩石单体10的顶部设置不透水垫块6，压力传感器7置于不透水垫块6上。所述不透水垫块6的底面与岩石单体10的顶面形状相同，且面积相同，不透水垫块6的顶面和反力固定盖体9的底面均为水平平面。所述测试盒体1为筒状结构，所述岩石单体10为圆柱体，且岩石单体10分别与测试盒体1、测试固定底座11和不透水垫块6无缝贴合。其应用时，可以有效限制岩石单体10产生向上的膨胀力，且使得向上的膨胀力充分传递到压力传感器7上，以减小测量误差，且不透水垫块6不会将岩石单体10内的水分吸走，也从另一方面减小了测量误差。

实施例3：

作为对上述实施例的优化，在测试盒体1外部设有刻度滴管5，所述注水通道2与刻度滴管5连通。所述注水通道2与刻度滴管5之间通过橡胶管4连通，在橡胶管4上设有注水阀门3。其应用时，通过刻度滴管5进行注水，可以实时掌握具体注水量，通过注水阀门3可以实时进行注水过程的开关控制。

实施例4：

作为对上述实施例的优化，所述岩石单体10与测试固定底座11之间设有透水垫块13，如图2所示，透水垫块13内设有若干透水孔14，透水孔14与注水通道2连通。其应用时，通过若干透水孔14同步注水可以有效提高对岩石单体10的注水面积，提高岩石单体10的吸水效率。

实施例5：

作为对上述实施例的优化，所述测试盒体1位于活动空间层12的侧壁上设有观察孔8，压力传感器7的连接线可以从观察孔8内穿出，同时，观察孔8还便于观察压力传感器7的工作状态。

所述反力固定盖体9与测试盒体1之间可拆卸连接，便于进行岩石单体10、不透水垫块6和压力传感器7的固定放置。

本实用新型不局限于上述可选的实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本实用新型的保护范围的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (9)

1.一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统，其特征在于：包括测试盒体(1)、岩石单体(10)、压力传感器(7)和反力固定盖体(9)，所述测试盒体(1)的内底部设有测试固定底座(11)，所述岩石单体(10)置于测试固定底座(11)上，在岩石单体(10)顶部设有压力传感器(7)，所述反力固定盖体(9)盖合在测试盒体(1)顶部，并将压力传感器(7)挤压固定在岩石单体(10)上，反力固定盖体(9)与岩石单体(10)之间形成活动空间层(12)，所述测试固定底座(11)内设有注水通道(2)，所述注水通道(2)通向岩石单体(10)底部，且注水通道(2)与测试盒体(1)外部连通。

2.根据权利要求1所述的一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统，其特征在于：所述岩石单体(10)的顶部设置不透水垫块(6)，压力传感器(7)置于不透水垫块(6)上。

3.根据权利要求2所述的一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统，其特征在于：所述不透水垫块(6)的底面与岩石单体(10)的顶面形状相同，且面积相同，不透水垫块(6)的顶面和反力固定盖体(9)的底面均为水平平面。

4.根据权利要求2所述的一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统，其特征在于：所述测试盒体(1)为筒状结构，所述岩石单体(10)为圆柱体，且岩石单体(10)分别与测试盒体(1)、测试固定底座(11)和不透水垫块(6)无缝贴合。

5.根据权利要求1所述的一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统，其特征在于：在测试盒体(1)外部设有刻度滴管(5)，所述注水通道(2)与刻度滴管(5)连通。

6.根据权利要求5所述的一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统，其特征在于：所述注水通道(2)与刻度滴管(5)之间通过橡胶管(4)连通，在橡胶管(4)上设有注水阀门(3)。

7.根据权利要求1所述的一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统，其特征在于：所述岩石单体(10)与测试固定底座(11)之间设有透水垫块(13)，透水垫块(13)内设有若干透水孔(14)，透水孔(14)与注水通道(2)连通。

8.根据权利要求1所述的一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统，其特征在于：所述测试盒体(1)位于活动空间层(12)的侧壁上设有观察孔(8)，压力传感器(7)的连接线从观察孔(8)内穿出。

9.根据权利要求1所述的一种岩石单轴吸水膨胀压力测试系统，其特征在于：所述反力固定盖体(9)与测试盒体(1)之间可拆卸连接。

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