一種飽水巖石凍脹力實(shí)時(shí)在線測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種飽水巖石凍脹力實(shí)時(shí)在線測(cè)試裝置，包括：一中空的缸體，所述缸體的底部固定連接有螺柱，螺柱沿所述缸體向外延伸，所述缸體的頂部設(shè)置有與所述缸體的側(cè)壁形狀相配合的缸蓋，缸蓋套裝在所述螺柱上，所述螺柱從下到上還依次套裝有第一墊塊、測(cè)力傳感器、第二墊塊和螺母，所述測(cè)力傳感器上連接有智能數(shù)字壓力表；工作狀態(tài)下：將中空特制裂隙的待測(cè)飽水巖石穿過(guò)螺柱后放置于所述缸體內(nèi)，將第一墊塊、測(cè)力傳感器、第二墊塊和螺母依次與螺柱配合連接后，將該缸體放置于低溫環(huán)境下進(jìn)行反復(fù)凍融。本實(shí)用新型提供測(cè)試裝置，配合其他設(shè)備可以進(jìn)行飽水巖石試件的凍脹力測(cè)試，可以對(duì)巖石力學(xué)、變形、滲透性、損傷等特性進(jìn)行研究。
【專利說(shuō)明】 一種飽水巖石凍脹力實(shí)時(shí)在線測(cè)試裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種裝置，尤其涉及一種飽水巖石凍脹力測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國(guó)正在大規(guī)模地進(jìn)行隧道工程的建設(shè)，在寒區(qū)地下隧道中，隧道開挖后，受豎井通風(fēng)作用、氣候季節(jié)性變化的影響，使得原有的原巖溫度場(chǎng)發(fā)生變化，形成新的熱力交換系統(tǒng)，使得隧道圍巖形成新的凍融圈。在負(fù)溫度條件下，巖體中的水結(jié)成冰，產(chǎn)生膨脹，冰對(duì)巖石裂隙產(chǎn)生巨大的壓力；而當(dāng)氣溫回升時(shí)，冰融化成水滴，水分將沿著結(jié)構(gòu)表面的孔隙或毛細(xì)孔通路向結(jié)構(gòu)內(nèi)部滲透，且作用于兩壁的壓力驟減。結(jié)構(gòu)表面和內(nèi)部所含水分的凍結(jié)和融化的交替出現(xiàn)，稱為凍融循環(huán)。在凍融條件下巖石損傷是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，它不僅受巖石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、物化性質(zhì)等因素的影響，而且與溫度、凍融溫度以及初始損傷狀態(tài)下密切相關(guān)。主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:一方面凍融作用加劇了圍巖的風(fēng)化，使得圍巖的破碎程度增加。另一方面凍融循環(huán)作用下，使凍融范圍內(nèi)的圍巖產(chǎn)生反復(fù)的凍脹力，這種內(nèi)應(yīng)力相對(duì)于某些膠結(jié)強(qiáng)度較弱的巖石顆粒具有破壞作用，造成巖石的局部損傷，引發(fā)對(duì)隧道的破壞。現(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有公開過(guò)有關(guān)于飽水巖石反復(fù)凍融條件下的凍脹力的測(cè)試裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型公開了飽水巖石凍脹力測(cè)試裝置，包括:一中空的缸體，所述缸體的底部固定連接有螺柱，所述螺柱沿所述缸體向外延伸，所述缸體的頂部設(shè)置有與所述缸體的側(cè)壁形狀相配合的缸蓋，所述缸蓋套裝在所述螺柱上，所述螺柱從下到上還依次套裝有第一墊塊、測(cè)力傳感器、第二墊塊和螺母，所述測(cè)力傳感器上連接有智能數(shù)字壓力表；
[0004]工作狀態(tài)下:將中空的待測(cè)飽水巖石穿過(guò)螺柱后放置于所述缸體內(nèi)，將所述第一墊塊、測(cè)力傳感器、第二墊塊和螺母依次與螺柱配合連接后，將該缸體放置于低溫環(huán)境下進(jìn)行反復(fù)凍融。
[0005]所述測(cè)力傳感器為墊圈式測(cè)力傳感器。
[0006]由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供的飽水巖石凍脹力測(cè)試裝置，可以進(jìn)行飽水巖石試件的凍脹力測(cè)試，配合其他設(shè)備可以對(duì)飽水凍脹巖石力學(xué)、變形、滲透性、損傷等特性進(jìn)行研究。本裝置選取現(xiàn)場(chǎng)巖石試樣，加工成中空的標(biāo)準(zhǔn)巖石試件，并預(yù)制不同組合形式的裂隙，通過(guò)該裝置來(lái)測(cè)量巖石試件在凍融過(guò)程中的凍脹力的大小。主要具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0007]1.克服常規(guī)巖石反復(fù)凍脹過(guò)程中水分的散失，能夠真實(shí)模擬實(shí)際巖石所處水環(huán)境，同時(shí)采用特殊缸體結(jié)構(gòu)，可以真實(shí)反應(yīng)巖石所處力邊界條件；
[0008]2.采用與巖石尺寸配套的特制的墊圈式測(cè)力傳感器，該傳感器的使用使得整個(gè)裝置變的簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)上緊湊，便于實(shí)現(xiàn)。同時(shí)采用智能數(shù)字壓力表可以實(shí)時(shí)在線測(cè)讀；
[0009]3.該裝置能夠?qū)崟r(shí)在線測(cè)量損傷巖石凍融過(guò)程中的凍脹力的變化，具有實(shí)時(shí)性在線測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為本實(shí)用新型缸體與缸蓋配合連接是主視圖。
[0013]圖3為本實(shí)用新型缸體與缸蓋配合連接是俯視圖
[0014]圖中:1.螺母；2.第一墊塊；3.測(cè)力傳感器；4.缸蓋；5.缸體；6.智能數(shù)字壓力表；7.待測(cè)飽水巖石；8.螺柱；9.第二墊塊。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本實(shí)用新型的技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚完整的描述:
[0016]如圖1所示的飽水巖石凍脹力測(cè)試裝置，包括缸體5，在缸體5的底部固定連接有螺柱8，該螺柱8沿所述缸體5向外延伸，所述螺柱8的長(zhǎng)度大于缸體5的高度。如圖2和圖3所示，在缸體5的頂部設(shè)置有缸蓋4，所述缸蓋4為一帶孔的蓋體，該缸蓋4通過(guò)孔穿過(guò)螺柱8蓋缸體5上。在螺柱上8從下到上依次連接有第一墊塊2、測(cè)力傳感器3、第二墊塊9和螺母1，所述測(cè)力傳感器3上連接有智能數(shù)字壓力表6。工作狀態(tài)下:選取現(xiàn)場(chǎng)巖石試樣，加工成中空的標(biāo)準(zhǔn)巖石試件，并預(yù)制不同組合形式的裂隙，制成待測(cè)飽水巖石7，該待測(cè)飽水巖石7的尺寸大小小于缸體5的體積，將該待測(cè)飽水巖石7套裝在螺柱8上，使待測(cè)飽水巖石7放置于缸體5內(nèi)，將缸蓋4蓋`在缸體5上,將第一墊塊2、測(cè)力傳感器3、第二墊塊9和螺母I從下至上依次套裝在螺柱8上，將該缸體5放置在于低溫環(huán)境下進(jìn)行反復(fù)凍融實(shí)驗(yàn)，利用測(cè)力傳感器3來(lái)測(cè)量該待測(cè)飽水巖石7在凍融過(guò)程中凍脹力的大小，利用智能數(shù)字壓力表6對(duì)凍脹力數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。
[0017]該飽水巖石凍脹力測(cè)試裝置利用缸蓋4與缸體5配合使用可以防止反復(fù)凍融條件下待測(cè)飽水巖石7的水分的散失。
[0018]進(jìn)一步的，測(cè)力傳感器3為墊圈式測(cè)力傳感器，根據(jù)該凍脹力測(cè)試裝置尺寸來(lái)制成該墊圈式測(cè)力傳感器，此傳感器符合標(biāo)準(zhǔn)0.5級(jí)，使用溫度范圍:-20°C~+60°C ;測(cè)試量程O~IOOkN;測(cè)試精度在0.5%的范圍內(nèi)。智能數(shù)字壓力表6具有測(cè)控精度高、抗干擾性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)；設(shè)置報(bào)警范圍:0001 - 9999MPa ;使用溫度及濕度:0 — 55°C,^ 80% RH。
[0019]利用該飽水巖石凍脹力測(cè)試裝置來(lái)測(cè)量飽水巖石在凍融過(guò)程中凍脹力的大小，還可以配合其他設(shè)備測(cè)量飽水巖石在凍融過(guò)程中凍融質(zhì)量損失率、凍融后的飽和單軸抗壓強(qiáng)度、損傷定量化、滲透率和凍融系數(shù)，該裝置設(shè)計(jì)新穎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便可以被建筑工程中廣泛應(yīng)用。
[0020]以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種飽水巖石凍脹力實(shí)時(shí)在線測(cè)試裝置，其特征在于:包括:一中空的缸體(5)，所述缸體(5)的底部固定連接有螺柱(8)，所述螺柱(8)沿所述缸體(5)向外延伸，所述缸體(5)的頂部設(shè)置有與所述缸體(5)的側(cè)壁形狀相配合的缸蓋(4)，所述缸蓋(4)套裝在所述螺柱(8)上，所述螺柱(8)從下到上還依次套裝有第一墊塊(2)、測(cè)力傳感器(3)、第二墊塊(9)和螺母(1)，所述測(cè)力傳感器(3)上連接有智能數(shù)字壓力表(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飽水巖石凍脹力實(shí)時(shí)在線測(cè)試裝置，其特征還在于:所述測(cè)力傳感器(3)為墊圈式測(cè)力傳感器。
【文檔編號(hào)】G01N33/24GK203587587SQ201320621788
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】姜諳男, 王軍祥 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)