一种易崩解岩石饱和吸水率试验装置论文和设计-霍涛

全文摘要

本实用新型涉及测定岩石水理性质的试验装置，具体地指一种易崩解岩石饱和吸水率试验装置。包括设置于试验箱内的试验槽；所述的试验槽为顶部连接有注水装置的用于放置试验样品的密闭中空容器，试验槽内位于试验样品的下方布置有滤片，试验槽上还连通有对试验槽抽真空的抽滤装置；所述的滤片下方的试验槽底部设置有用于排除多余水分的试验槽排水出口。本实用新型将真空饱水与真空抽滤结合起来，将样品放置于滤片上，当样品经过真空饱水后，可以保证样品在不散失的条件下通过抽滤装置将样品表面的自由水快速排掉，在节约时间的同时达到准确测定岩石饱和吸水率的目的。

主设计要求

1.一种易崩解岩石饱和吸水率试验装置，包括试验箱(7)，其特征在于：所述的试验箱(7)内设置有试验槽(8)；所述的试验槽(8)为顶部连接有注水装置的用于放置试验样品的密闭中空容器，试验槽(8)内位于试验样品的下方布置有滤片(9)，试验槽(8)上还连通有对试验槽(8)抽真空的抽滤装置；所述的滤片(9)下方的试验槽(8)底部设置有用于排出多余水分的试验槽排水出口(10)。

设计方案

2.如权利要求1所述的一种易崩解岩石饱和吸水率试验装置，其特征在于：所述的抽滤装置包括真空泵(13)；所述的真空泵(13)通过管道与试验槽(8)连通。

3.如权利要求1所述的一种易崩解岩石饱和吸水率试验装置，其特征在于：所述的注水装置包括水平位置高于试验槽(8)的水槽(1)；所述的水槽(1)上端开口处设置有水槽盖(2)，下端通过注水管(3)与试验槽(8)连通。

4.如权利要求3所述的一种易崩解岩石饱和吸水率试验装置，其特征在于：所述的试验箱(7)上设置有用于监控试验槽(8)气压的真空表(5)、计时器(6)和箱体排气阀(4)。

5.如权利要求1所述的一种易崩解岩石饱和吸水率试验装置，其特征在于：所述的试验箱(7)内放置有多个试验槽(8)。

6.如权利要求5所述的一种易崩解岩石饱和吸水率试验装置，其特征在于：所述的试验箱(7)为与真空泵(13)连通的密闭箱体。

7.如权利要求1所述的一种易崩解岩石饱和吸水率试验装置，其特征在于：所述的滤片(9)为均布有多个通孔的片状结构，滤片(9)上端两侧设置有便于取放的把手(14)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及测定岩石水理性质的试验装置，具体地指一种易崩解岩石饱和吸水率试验装置。

背景技术

岩石吸水性试验是岩石物理性能中一项重要指标，能够有效反映岩石微裂隙的发育程度，是衡量岩石抵抗水的侵蚀的重要参数。对于某些遇水易崩解岩石而言，在天然状态下较为完整、坚硬，力学性能较好，但遇水后短时间内迅速膨胀、崩解、软化，从而导致其力学性质大幅降低。因此，对岩石吸水性能评判的准确与否，对工程设计、加固、施工方法的确定具有重要的参考价值和意义。

目前在《工程岩体试验方法标准》(GB\/T 50266-2013)、《铁路工程岩石试验规程》(TB 10115-2014)、《公路工程岩石试验规程》(JTG E41-2005)三种岩石试验标准中都提出了饱和吸水率试验采用沸煮法或真空抽气法强制饱和后测定，同时也强调该方法适用于遇水不崩解、不溶解、不干缩膨胀的岩石。对于遇水易崩解的岩石而言，由于烘干后的样品遇水后崩解破坏，无法收集起来拭干表面水分称取饱水后的样品质量，按照现有的技术条件无法得到该指标。为了解决这一问题，有专利号为“CN203772852U”的名为“实验室用岩石自由膨胀率及吸水率测定装置”的中国实用新型专利介绍了一种测量装置，该装置在样品下方放置了透水石，透水石能够渗去多余的水分，避免崩解的岩石散落，能够较为准确的测量岩石的吸水率，但是该装置由于水只能通过重力流动，岩石也只能通过毛细作用吸收水分，测量时间较长，严重影响整个实验的进程，同时，由于无法将颗粒之间的自由水完全排干，导致结果偏大。

发明内容

本实用新型的目的就是要解决上述背景技术中提到的现有测量易崩解岩石的饱和吸水率的方法存在耗时长的问题，提供一种易崩解岩石饱和吸水率试验装置。

本实用新型的技术方案为：一种易崩解岩石饱和吸水率试验装置，包括试验箱，其特征在于：所述的试验箱内设置有试验槽；所述的试验槽为顶部连接有注水装置的用于放置试验样品的密闭中空容器，试验槽内位于试验样品的下方布置有滤片，试验槽上还连通有对试验槽抽真空的抽滤装置；所述的滤片下方的试验槽底部设置有用于排出多余水分的试验槽排水出口。

进一步的所述的抽滤装置包括真空泵；所述的真空泵通过管道与试验槽连通。

进一步的所述的注水装置包括水平位置高于试验槽的水槽；所述的水槽上端开口处设置有水槽盖，下端通过注水管与试验槽连通。

进一步的所述的试验箱还设置有用于监控试验槽气压的真空表、计时器和箱体排气阀。

进一步的所述的试验箱内放置有多个试验槽。

进一步的所述的试验箱为与真空泵连通的密闭箱体。

进一步的所述的滤片为均布有多个通孔的片状结构，滤片上端两侧设置有便于取放的把手。

本实用新型的优点有：

1、通过设置抽滤装置，能够使试验槽内水流动更加迅速，促使水更快地排出试验样品中，提高试验速率；

2、通过在试验箱内布置多个试验槽，可以在同一反应条件下试验多个样品，试验对比更加精确，更有代表性，为实际应用提高良好的指导价值；

3、通过设置水槽向试验槽内注水，并通过监测装置监控水槽内的气压情况，确定试验槽内试验进展情况，设定试验时间，使试验更加规范化。

本实用新型将真空饱水与真空抽滤结合起来，将样品放置于滤片上，当样品经过真空饱水后，可以保证样品在不散失的条件下通过抽滤装置将样品表面的自由水快速排掉，在节约时间的同时达到准确测定岩石饱和吸水率的目的。

附图说明

图1：本实用新型的结构示意图；

图2：本实用新型的滤片结构示意图；

其中：1—水槽，2—水槽盖，3—注水管，4—箱体排气阀，5—真空表，6—计时器，7—试验箱，8—试验槽，9—滤片，10—试验槽排水出口，11—试验槽空气排出口，12—试验箱空气排出口，13—真空泵，14—把手。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1～2，一种易崩解岩石饱和吸水率试验装置，试验过程中用于加水的注水装置如图1所示，注水装置水槽1，水槽1为箱体结构，上端开口，且上端开口处设置有水槽盖2。水槽1放置于试验箱7上，用于向试验箱7内的试验槽8注水，试验箱7上设置有用于监控试验样品所处环境是否达到100kPa负压的真空表5、计时器6和箱体排气阀4。

试验用的试验槽8放置于试验箱7内，试验箱7为中空的密闭箱体结构，试验箱7内放置有多个试验槽8。如图1所示，试验槽8为顶部通过注水管3连通水槽1的用于放置试验样品的密闭中空容器，试验槽8的水平位置低于水槽1，水槽1内的水能够通过重力自流进入到试验槽8内。试验槽8内位于试验样品的下方布置有滤片9，滤片9下方的试验槽8底部设置有用于排出多余水分的试验槽排水出口10。

如图2所示，本实施例的滤片9为均布有多个通孔的片状结构，滤片9的上端两侧设置有便于取放的把手14。

本实施例的试验槽8连接有抽滤装置，如图1所示，抽滤装置包括真空泵13，真空泵13通过管道与试验槽8连通，连接处在滤片9和试验槽排水出口10之间。另外，试验箱7也与真空泵13连通，并通过其实现抽真空。

本实施例的滤片9为均匀开设有多个通孔的片状结构，滤片9上放置有滤纸，能够允许水通过，但是崩解的岩石无法通过。

本实施例的工作过程为：

步骤一、试件制备：试件宜采用边长为40mm～60mm的浑圆状岩块，每组试验试件数量不得少于3个，所述试验以三次平行试验结果的平均值作为易崩解岩石饱和吸水率的结果。

步骤二、试件描述：对岩石名称、颜色、矿物成分、结构、构造、风化程度、胶结物性质、节理裂隙的发育程度及分布、试件的形态等进行描述。

步骤三、试件干重：将试件放入烘箱内，控制在105℃～110℃温度下烘24h，取出放入干燥器内冷却至室温，称烘干试件质量m_s<\/sub>。

步骤四、试件饱和：将烘干后试件放在湿润后经过抽滤的滤纸(已称重m_{1<\/sub>)上，一同置于滤片9上方，关闭箱体排气阀4、试验槽排水出口10和试验槽空气排出口11，通过水槽1经注水管3将水缓缓注入试验槽8内，水面高于试件顶面20mm以上，关闭箱门和注水管3，将水槽1中多余的水倒掉，打开试验箱空气排出口12，启动真空泵13，保持真空压力100kPa，不少于4h，直至无气泡溢出为止。}

步骤五、试件抽滤：真空饱水结束后，关闭真空泵13，打开箱体排气阀4，待压力卸完后在大气压力下静置4h，打开试验槽排水出口10，将试验槽8中的水排出，待无明水流出时，打开注水管3和试验槽空气排出口11，关闭箱体排气阀4、试验槽排水出口10，打开真空泵13开始抽滤，抽滤1h至试件表面无明水，称取饱和试件和滤纸的总重m_2<\/sub>。

饱和吸水率计算公式为：设计图

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主设计要求

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