本實用新型涉及巖土工程領(lǐng)域，具體而言，涉及一種用于模擬巖石遇水軟化的試樣盒及試驗裝置。

背景技術(shù)：

地下工程在開挖過程中會不可避免的遇到斷層破碎帶或巖性分界處的破碎夾層等巖體破碎帶，此類洞段巖性較差、承載能力及抗變形能力較弱，且遇水易軟化，屬于地下工程中的薄弱部位。工程實踐表明，該類部位的圍巖穩(wěn)定性直接決定了地下工程的建設(shè)速度與工程質(zhì)量。因此，為保證地下工程巖體破碎帶支護設(shè)計的可靠度以及工程建設(shè)質(zhì)量，準確評估地下工程破碎帶巖體的物理力學(xué)性能就具有了重要的意義。

目前，工程技術(shù)人員主要依據(jù)《工程巖體分級標準》和《水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范》等相關(guān)規(guī)范對開挖后破碎巖體的物理力學(xué)性質(zhì)進行定量評價。然而，由于現(xiàn)場破碎的巖體很難成樣，尤其是遇水軟化后的巖石樣品，使其難以運用已有的室內(nèi)試驗方法對其物理力學(xué)性質(zhì)展開研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型提供了一種模擬巖石遇水軟化的試樣盒，旨在模擬巖石遇水軟化的情況，且得到能夠大致保持巖石崩解前的形狀的軟化試驗樣品。

本實用新型的第二目的在于提供一種模擬巖石遇水軟化的試驗裝置，旨在通過模擬破碎巖石在不同水壓下遇水軟化的情況，以進一步通過檢測分析得到準確度更高的巖石物理力學(xué)性能參數(shù)。

本實用新型是這樣實現(xiàn)的：

一種用于模擬巖石遇水軟化的試樣盒，試樣盒具有放置巖石樣品的容納腔，試樣盒具有相互配合的第一盒體和第二盒體，第一盒體與第二盒體的每個側(cè)壁均開設(shè)有多個與容納腔相連通的通孔。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，試樣盒為圓柱形，第一盒體與第二盒體相互對稱且相對設(shè)置。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，第一盒體與第二盒體均為中空的半圓體，第一盒體的長度方向以及第二盒體的長度方向均與試樣盒的軸線平行。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，第一盒體與第二盒體均具有依次連接的頂壁、弧形壁和底壁，頂壁和底壁的橫截面積相等。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，弧形壁的橫截面為弧形面，弧形面的圓心角為160～200度。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，第一盒體的第一端與第二盒體相鉸接，第一盒體的第二端與第二盒體可拆卸連接。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，第一盒體與第二盒體均為一端開口的圓柱形，第一盒體可拆卸連接于第二盒體。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，可拆卸連接為螺蚊連接、卡扣連接或者法蘭連接。

進一步地，在本實用新型較佳的實施例中，試樣盒由透明材料制成。

一種用于模擬巖石遇水軟化的試驗裝置，該試驗裝置包括上述用于模擬巖石遇水軟化的試樣盒。

本實用新型的有益效果是：本實用新型通過上述設(shè)計得到的試樣盒，在試驗時，將巖石樣品裝在與其大小相匹配的試樣盒中，并通過試樣盒上的通孔使巖石樣品與水相互作用，來模擬巖石遇水軟化的情況。通過這種試樣盒，能夠確保巖石樣品在遇水軟化崩解的過程中依然能夠大致保持其崩解前的形狀，從而避免樣品崩解后呈無序散落狀態(tài)。采用具有上述試樣盒的試驗裝置，有利于工作人員能夠依據(jù)巖石崩解前的形狀取得具有代表性的軟化巖石樣品，以進一步依據(jù)現(xiàn)有方法對其物理力學(xué)性質(zhì)進行定量評價，得到更具代表性和準確性的結(jié)論。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施方式的技術(shù)方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本實用新型實施方式實施例1提供的用于模擬巖石遇水軟化的試樣盒在第一視角下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施方式實施例1提供的用于模擬巖石遇水軟化的試樣盒在的剖視圖；

圖3是本實用新型實施方式實施例1提供的用于模擬巖石遇水軟化的試樣盒在第二視角下的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實用新型實施方式實施例2提供的用于模擬巖石遇水軟化的試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

標號：100-試樣盒；101-容納腔；102-通孔；103-第一盒體；104-第二盒體；105-頂壁；106-弧形壁；107-底壁；108-第一端；109-第二端；110-鉸接件；111-鎖扣件；200-試驗裝置；210-密封缸；211-試驗腔；212-進水口；213-出水口；214-缸體；215-蓋體；216-止水閥；220-水壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)；221-進水管道；222-驅(qū)動裝置；223-出水管道；224-水壓傳感器。

具體實施方式

為使本實用新型實施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施方式中的附圖，對本實用新型實施方式中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式是本實用新型一部分實施方式，而不是全部的實施方式。基于本實用新型中的實施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本實用新型保護的范圍。因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施方式的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施方式?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤┓绞?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬于本實用新型保護的范圍。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“長度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

實施例1，參照圖1至圖3所示，

本實施例提供一種用于模擬巖石遇水軟化的試樣盒100，如圖1所示，通過這種試樣盒100，能夠確保巖石樣品在遇水軟化崩解的過程中依然能夠大致保持其崩解前的形狀，從而避免巖石樣品崩解后呈無序散落狀態(tài)。

如圖1和圖2所示，該試樣盒100為中空結(jié)構(gòu)，試樣盒100具有放置待測的巖石樣品的容納腔101，試樣盒100開設(shè)有多個通孔102，通過該通孔102，可使容納腔101與試樣盒100的外部環(huán)境相連通。在進行試驗時，位于試樣盒100的外部的水可穿過通孔102與位于容納腔101內(nèi)的巖石樣品相接觸。

為了便于使巖石樣品能夠方便放置在試樣盒100內(nèi)，試樣盒100具有相互配合的第一盒體103和第二盒體104，第一盒體103與第二盒體104的每個側(cè)壁均開設(shè)有多個與容納腔101相連通的通孔102。

進一步的，由于在實際取樣過程中，通常采用電鉆機進行采樣，所采集的樣品呈圓柱形。為了使巖石樣品與試樣盒100為間隙配合，試樣盒100的容納腔101與圓柱形樣品的性狀相匹配。在實際生產(chǎn)過程中，會加工不同規(guī)格的試樣盒100以配合不同體積的巖石樣品，比如試樣盒100的直徑為100mm、長度為150mm。為了達到更好的配合效果，在本實施例中，配合間隙小于3mm，即巖石樣品的外徑與試樣盒100的內(nèi)徑之間的距離最大為3mm。

這種試樣盒100能夠確保巖石樣品在遇水軟化崩解的過程中依然能夠大致保持其崩解前的形狀，從而避免巖石樣品崩解后呈無序散落狀態(tài)，有利于工作人員能夠依據(jù)巖石崩解前的形狀取得具有代表性的軟化巖石樣品，以進一步依據(jù)有關(guān)規(guī)范采用現(xiàn)有方法對其物理力學(xué)性質(zhì)進行定量評價，得到更具代表性和準確性的結(jié)論。

第一盒體103與第二盒體104相互對稱且相對設(shè)置。在本實施例中，第一盒體103與第二盒體104均為中空的半圓體，第一盒體103的長度方向以及第二盒體104的長度方向均與試樣盒100的軸線平行。在放置巖石樣品時，可將巖石樣品先放置在第一盒體103中，巖石樣品的長度與第一盒體103基本一致，隨后將第二盒體104扣合在第一盒體103上，共同形成圓柱狀的試樣盒100。

如圖1所示，第一盒體103與第二盒體104均具有依次連接的頂壁105、弧形壁106和底壁107，頂壁105和底壁107的橫截面積相等。弧形壁106的橫截面為弧形面(圖未標)，弧形面的圓心角為160～200度。當?shù)谝缓畜w103的弧形面的圓心角為160度時，第二盒體104的弧形面的圓心角為200度，兩個弧形面拼合呈一個完整的圓形面；相反地，當?shù)谝缓畜w103的弧形面的圓心角為200度時，第二盒體104的弧形面的圓心角為160度。更為優(yōu)選的，第一盒體103和第二盒體104的圓心角均為180度，有利于巖石樣品的裝樣，同時也能避免在崩解后的巖石樣品在取出時的形狀被破壞。

第一盒體103具有相對的兩端，即第一端108和第二端109，第一端108與第二盒體104相鉸接、第二端109與第二盒體104可拆卸連接?？刹鹦哆B接為螺蚊連接、卡扣連接或者法蘭連接。在本實施例中，如圖3所示，第一盒體103的第一端108通過鉸接件110與第二盒體104相鉸接，第一盒體103和第二盒體104以第一端108為軸線轉(zhuǎn)動，來實現(xiàn)打開或閉合試樣盒100；第一盒體103的第二端109通過鎖扣件111與第二盒體104連接，以此使巖石樣品相對靜止的位于試樣盒100中。

在本實用新型的其他實施例中，第一盒體與第二盒體均為一端開口的圓柱形，第一盒體可拆卸連接于第二盒體，優(yōu)選為第一盒體與第二盒體通過螺紋連接。當取得圓柱形的巖石樣品后，可將巖石樣品放置于第一盒體中，隨后使第二盒體相對于第一盒體做相向運動，并通過螺紋進行扣合。

進一步優(yōu)選的，在本實施例中，試樣盒100是由透明材料加工的，透明材料如樹脂或者鋼化玻璃燈。這種試樣盒100為透明的，有利于技術(shù)人員能夠在巖石樣品的遇水軟化試驗中進行實時觀察檢測，使其能夠準確直觀的研究巖石遇水軟化的演化規(guī)律。

實施例2如圖4所示

本實施例提供一種模擬巖石遇水軟化的試驗裝置200，如圖4所示，該試驗裝置200包括實施例1中提供的試樣盒100。利用該試驗裝置200可以模擬破碎巖石在不同水壓下遇水軟化的情況，有利于得到更加貼合實際情況的軟化后的巖石樣品，有使工程技術(shù)人員準確的了解地下工程中破碎巖體在施工及運營全過程中物理力學(xué)性質(zhì)。

該試驗裝置200還包括密封缸210，密封缸210為中空結(jié)構(gòu)，密封缸210具有一個用于模擬巖石遇水軟化狀態(tài)的試驗腔211，試驗腔211在試驗過程中呈相對密閉狀態(tài)。在試驗過程中，試樣盒100放置在試驗腔211內(nèi)，并通過通孔102使試樣盒100的容納腔101與試驗腔211相互連通。

密封缸210開設(shè)有進水口212和出水口213，通常進水口212與進水管道221相連通，出水口213與出水管道223相連通，且進水口212與出水口213處均設(shè)置有止水閥216，通過關(guān)閉或打開止水閥216，可調(diào)節(jié)密封缸210中的注水量。密封缸210具有相互配合的缸體214和蓋體215，進水口212與出水口213均設(shè)置于蓋體215。缸體214和蓋體215為可拆卸連接，二者之間可以為兩個完全獨立的結(jié)構(gòu)，也可以為一端鉸接式的結(jié)構(gòu)。為了保證在整個試驗過程中，試驗腔211內(nèi)能夠保持較好的密封狀態(tài)，在本實施例中，在蓋體215與缸體214之間設(shè)置有密封件(圖未示)。該密封件為密封墊或者彈性橡膠圈。

在本實施例中，為了使工作人員更加方便的觀察到試驗腔211內(nèi)的情況，密封缸210也是由透明材料加工的，比如采用樹脂或者鋼化玻璃等材質(zhì)制成。通常，為了增強密封缸210的抗壓強度，在加工時可以適當?shù)脑黾用芊飧?10側(cè)壁的厚度。

該試驗裝置200還包括水壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)220，水壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)220包括進水管道221，進水管道221與密封缸210的進水口212相連通；水壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)220還包括驅(qū)動裝置222，驅(qū)動裝置222為水泵等動力裝置，在本實施例中，驅(qū)動裝置222為伺服泵，驅(qū)動裝置222與進水管道221連接，用于給水提供動力使其注入密封缸210中。為了更好的調(diào)控密封缸210內(nèi)的水壓，優(yōu)選的在進水管道221靠近進水口212的一端設(shè)置水壓傳感器224。

綜上所述，本實用新型通過上述設(shè)計得到的試樣盒100，在試驗時，將巖石樣品裝在與其大小相匹配的試樣盒100中，并通過試樣盒100上的通孔102使巖石樣品與水接觸，來模擬巖石遇水軟化的情況。通過這種試樣盒100，能夠確保巖石樣品在遇水軟化崩解的過程中依然能夠大致保持其崩解前的形狀，從而避免樣品崩解后呈無序散落狀態(tài)。采用具有上述試樣盒100的試驗裝置200，有利于工作人員能夠依據(jù)巖石崩解前的形狀取得具有代表性的軟化巖石樣品，以進一步依據(jù)現(xiàn)有方法對其物理力學(xué)性質(zhì)進行定量評價，得到更具代表性和準確性的結(jié)論。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施方式而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。