本技術(shù)涉及巖石試驗(yàn)，具體涉及一種定量化控制巖石含水率的試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

1、水的作用往往是引起巖石變形破壞的重要因素，因此研究巖石的水理特性對(duì)于揭示巖石變形破壞機(jī)理具有重要的意義。國(guó)內(nèi)外已有眾多學(xué)者對(duì)巖石的水理特性進(jìn)行了研究，已有的研究表明，隨著含水率的增加,巖石的力學(xué)性質(zhì)會(huì)出現(xiàn)明顯的劣化。

2、在研究巖石的水理特性時(shí)，含水率是一個(gè)重要的控制指標(biāo)，在開(kāi)展不同含水率下巖石物理力學(xué)特性研究過(guò)程中，干燥和飽和過(guò)程相對(duì)容易控制，但是非飽和狀態(tài)下的含水率通常不易控制。目前多是采用浸水時(shí)間控制含水量的變化，這種方法通過(guò)浸水時(shí)間的長(zhǎng)短在一定程度上可以控制巖石的含水率，但是存在含水率無(wú)法定量表示、耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)且水分在巖石內(nèi)分布不均的問(wèn)題。有學(xué)者在2016年提出通過(guò)風(fēng)干的手段控制含水率的方法，這種方法需要先將巖石飽和后再失水，在飽和-失水過(guò)程中巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)有一定的損壞且依舊存在含水率分布不均的問(wèn)題，無(wú)法準(zhǔn)確的揭示巖石在不同含水率下的物理力學(xué)特性。目前含水率控制較好的方法就是通巖石重塑展開(kāi)，但重塑后的巖石一定程度上破壞了原來(lái)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

3、因此在研究不同含水率下巖石的物理力學(xué)特性時(shí)，如何定量化控制巖石的含水率是丞待解決的問(wèn)題，急需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、易拆卸的低成本裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)巖石含水率的定量化控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述存在的現(xiàn)有技術(shù)巖石含水試驗(yàn)設(shè)備使用的缺點(diǎn)和不足之處，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、易拆卸、低成本，通過(guò)定量化的控制裝置實(shí)現(xiàn)定量控制巖石的含水率，并在試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)前后質(zhì)量對(duì)比提高巖石含水量試驗(yàn)效率的一種定量化控制巖石含水率的試驗(yàn)裝置。

2、為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：一種定量化控制巖石含水率的試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置包括支撐結(jié)構(gòu)、試樣組件、電子秤和真空泵；所述支撐結(jié)構(gòu)包括支撐座、支撐腿和調(diào)節(jié)件；所述支撐座左右分布，且中心開(kāi)設(shè)有貫通孔；所述支撐腿豎直向下分布地設(shè)置于支撐座，所述調(diào)節(jié)件用于完成對(duì)支撐座的調(diào)平作業(yè)；所述電子秤采用高精度電子秤，且放置于支撐座并對(duì)應(yīng)所述貫通孔；所述試樣組件包括玻璃筒、亞克力套筒、試樣塊、密封圈和橡皮膜；所述玻璃筒設(shè)置于支撐座下方，所述亞克力套筒為兩端開(kāi)口結(jié)構(gòu)，且設(shè)置于玻璃筒內(nèi)，并保持玻璃筒、亞克力套筒與貫通孔的中軸線一致；所述亞克力套筒通過(guò)吊裝件與電子秤連接，并完成電子稱量作業(yè)，且亞克力套筒一側(cè)還連接安裝氣管，所述氣管通過(guò)導(dǎo)管與所述真空泵連接；所述試樣塊設(shè)置于亞克力套筒內(nèi)，所述密封圈套設(shè)安裝于試樣塊并與亞克力套筒內(nèi)壁壓緊接觸；所述橡皮膜采用帶有微小孔隙的膜結(jié)構(gòu)，且所述密封圈和橡皮膜為一體結(jié)構(gòu)，并保持橡皮膜與試樣塊緊密貼合，以完成對(duì)試樣塊的壓緊作業(yè)。

3、作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述調(diào)節(jié)件包括水平檢測(cè)傳感器、指示燈和調(diào)節(jié)引腳；所述水平檢測(cè)傳感器固定安裝于支撐座底端；所述指示燈設(shè)置于支撐座，并與水平檢測(cè)傳感器保持信號(hào)連接；所述調(diào)節(jié)引腳通過(guò)螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)連接于支撐腿。

4、進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案：所述指示燈包括綠燈和紅燈；綠燈指示亮起狀態(tài)下，支撐座處于水平；紅燈指示亮起狀態(tài)下，支撐座需要調(diào)節(jié)水平。

5、進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案：所述橡皮膜內(nèi)套設(shè)于密封圈內(nèi)壁，且二者之間通過(guò)環(huán)形橡皮筋實(shí)現(xiàn)一體密封連接；且密封圈、橡皮膜、橡皮筋為上下對(duì)稱分布的兩組。

6、作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述吊裝件包括固定套、固定環(huán)、吊桿和連接臂；所述固定套套設(shè)安裝于亞克力套筒上端；所述固定環(huán)為環(huán)形均勻分布的多個(gè)，且安裝于固定套外側(cè)；所述吊桿為環(huán)形分布的多個(gè)，且一端通過(guò)掛鉤與固定環(huán)連接，多個(gè)所述吊桿的頂端通過(guò)安裝座連接成一體結(jié)構(gòu)，所述安裝座上設(shè)有吊鉤；所述連接臂一端連接所述電子秤、另一端連接所述吊鉤。

7、作為優(yōu)選的技術(shù)方案：在所述支撐座一側(cè)還設(shè)有安裝槽，所述真空泵適配安裝于所述安裝槽內(nèi)。

8、作為優(yōu)選的技術(shù)方案：在所述支撐座底端還設(shè)有u型結(jié)構(gòu)的橡膠卡箍，用于適配安裝所述導(dǎo)管。

9、作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述亞克力套筒為兩端大、中間小的圓柱狀結(jié)構(gòu)。

10、本實(shí)用新型相比于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是：該試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)設(shè)置水平檢測(cè)傳感器、指示燈和調(diào)節(jié)引腳的配合，實(shí)現(xiàn)了便捷高效的水平調(diào)節(jié)，保證了支撐座作為試驗(yàn)載體支撐的穩(wěn)定性和水平度，為后續(xù)有效的試驗(yàn)測(cè)量提供了有力基礎(chǔ)；該試驗(yàn)裝置操作方便、易拆卸、成本低，通過(guò)玻璃筒、亞克力套筒、試樣塊、密封圈和橡皮膜的設(shè)計(jì)，再配上真空泵，可以定量控制巖石的含水率，并在試驗(yàn)過(guò)程中，可以觀測(cè)到巖石含水量變化過(guò)程，試驗(yàn)完成后，通過(guò)電子秤試驗(yàn)前后的示數(shù)變化，可計(jì)算出巖石的含水量，大大提高了巖石含水率的試驗(yàn)效率，更具有實(shí)用性。

技術(shù)特征：

1.一種定量化控制巖石含水率的試驗(yàn)裝置，其特征在于：該試驗(yàn)裝置包括支撐結(jié)構(gòu)（1）、試樣組件（2）、電子秤（3）和真空泵（4）；所述支撐結(jié)構(gòu)（1）包括支撐座（11）、支撐腿（12）和調(diào)節(jié)件（13）；所述支撐座（11）左右分布，且中心開(kāi)設(shè)有貫通孔（14）；所述支撐腿（12）豎直向下分布地設(shè)置于支撐座（11），所述調(diào)節(jié)件（13）用于完成對(duì)支撐座（11）的調(diào)平作業(yè)；所述電子秤（3）采用高精度電子秤（3），且放置于支撐座（11）并對(duì)應(yīng)所述貫通孔（14）；所述試樣組件（2）包括玻璃筒（21）、亞克力套筒（22）、試樣塊（23）、密封圈（24）和橡皮膜（25）；所述玻璃筒（21）設(shè)置于支撐座（11）下方，所述亞克力套筒（22）為兩端開(kāi)口結(jié)構(gòu)，且設(shè)置于玻璃筒（21）內(nèi)，并保持玻璃筒（21）、亞克力套筒（22）與貫通孔（14）的中軸線一致；所述亞克力套筒（22）通過(guò)吊裝件（5）與電子秤（3）連接，并完成電子稱量作業(yè)，且亞克力套筒（22）一側(cè)還連接安裝氣管（26），所述氣管（26）通過(guò)導(dǎo)管（27）與所述真空泵（4）連接；所述試樣塊（23）設(shè)置于亞克力套筒（22）內(nèi)，所述密封圈（24）套設(shè)安裝于試樣塊（23）并與亞克力套筒（22）內(nèi)壁壓緊接觸；所述橡皮膜（25）采用帶有微小孔隙的膜結(jié)構(gòu)，且所述密封圈（24）和橡皮膜（25）為一體結(jié)構(gòu)，并保持橡皮膜（25）與試樣塊（23）緊密貼合，以完成對(duì)試樣塊（23）的壓緊作業(yè)。

2.如權(quán)利要求1所述的一種定量化控制巖石含水率的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述調(diào)節(jié)件（13）包括水平檢測(cè)傳感器（15）、指示燈（16）和調(diào)節(jié)引腳（17）；所述水平檢測(cè)傳感器（15）固定安裝于支撐座（11）底端；所述指示燈（16）設(shè)置于支撐座（11），并與水平檢測(cè)傳感器（15）保持信號(hào)連接；所述調(diào)節(jié)引腳（17）通過(guò)螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)連接于支撐腿（12）。

3.如權(quán)利要求2所述的一種定量化控制巖石含水率的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述指示燈（16）包括綠燈（18）和紅燈（19）；綠燈（18）指示亮起狀態(tài)下，支撐座（11）處于水平；紅燈（19）指示亮起狀態(tài)下，支撐座（11）需要調(diào)節(jié)水平。

4.如權(quán)利要求3所述的一種定量化控制巖石含水率的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述橡皮膜（25）內(nèi)套設(shè)于密封圈（24）內(nèi)壁，且二者之間通過(guò)環(huán)形橡皮筋（28）實(shí)現(xiàn)一體密封連接；且密封圈（24）、橡皮膜（25）、橡皮筋（28）為上下對(duì)稱分布的兩組。

5.如權(quán)利要求1所述的一種定量化控制巖石含水率的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述吊裝件（5）包括固定套（51）、固定環(huán)（52）、吊桿（53）和連接臂（54）；所述固定套（51）套設(shè)安裝于亞克力套筒（22）上端；所述固定環(huán)（52）為環(huán)形均勻分布的多個(gè)，且安裝于固定套（51）外側(cè)；所述吊桿（53）為環(huán)形分布的多個(gè)，且一端通過(guò)掛鉤（55）與固定環(huán)（52）連接，多個(gè)所述吊桿（53）的頂端通過(guò)安裝座（56）連接成一體結(jié)構(gòu)，所述安裝座（56）上設(shè)有吊鉤（57）；所述連接臂（54）一端連接所述電子秤（3）、另一端連接所述吊鉤（57）。

6.如權(quán)利要求1所述的一種定量化控制巖石含水率的試驗(yàn)裝置，其特征在于：在所述支撐座（11）一側(cè)還設(shè)有安裝槽（6），所述真空泵（4）適配安裝于所述安裝槽（6）內(nèi)。

7.如權(quán)利要求1所述的一種定量化控制巖石含水率的試驗(yàn)裝置，其特征在于：在所述支撐座（11）底端還設(shè)有u型結(jié)構(gòu)的橡膠卡箍（7）。

8.如權(quán)利要求1所述的一種定量化控制巖石含水率的試驗(yàn)裝置，其特征在于：所述亞克力套筒（22）為兩端大、中間小的圓柱狀結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及巖石試驗(yàn)領(lǐng)域，具體涉及一種定量化控制巖石含水率的試驗(yàn)裝置；包括支撐結(jié)構(gòu)、試樣組件、電子秤和真空泵；支撐結(jié)構(gòu)包括支撐座、支撐腿和調(diào)節(jié)件；調(diào)節(jié)件用于完成對(duì)支撐座的調(diào)平作業(yè)；電子秤采用高精度電子秤；試樣組件包括玻璃筒、亞克力套筒、試樣塊、密封圈和橡皮膜；亞克力套筒通過(guò)吊裝件與電子秤連接，并完成電子稱量作業(yè)，且亞克力套筒一側(cè)還連接安裝氣管，氣管通過(guò)導(dǎo)管與真空泵連接；試樣塊設(shè)置于亞克力套筒內(nèi)，密封圈套設(shè)安裝于試樣塊并與亞克力套筒內(nèi)壁壓緊接觸。本技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、易拆卸、低成本，實(shí)現(xiàn)了定量控制巖石的含水率，并在試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)前后質(zhì)量對(duì)比提高了巖石含水量的試驗(yàn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：王江鋒,吳涵兵,王晨彬,趙順利,郭沖
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華北水利水電大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20240428
技術(shù)公布日：2025/1/9