[发明专利]孔板式岩石表面粗糙度机械量测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩石表面粗糙度的量测装置，尤其涉及一种机械量测装 置。

背景技术

对于现代岩石工程来说，岩石表面的粗糙度是科学研究者、工程设计和 施工者所关心的一大问题。岩石表面的粗糙度与岩石的风化程度和抗剪强度 等课题的研究有直接关系。前者对描述和预测岩石的风化速度有直接作用， 对地貌学的研究具有重要意义，而后者涉及到该处岩石表面当前具有的强度， 可用于抗剪强度的理论预测。对于古代岩石工程来说，上述岩石表面的风化 程度和抗剪强度的研究还将涉及古代岩石工程这些不可移动文物的保护问 题。所以，岩石表面粗糙度的测定具有重要的实用价值。以下就国内外现有 的量测技术及它们的优缺点进行分析。

1、电子卡尺量测法

Wells Tony等人在Environmental Geology 2008年第54卷第5期， 《Weathering rates of sandstone in a semi-arid environment(Hunter Valley，Australia)》中公开了一种利用灵敏度为0.01mm电子卡尺量测某石 质墓碑的粗糙度的方法。每隔20×10mm测一个点。该量测方法的优点是使 用方便，但不足之处至少有两点：第一，尽管仪器的灵敏度较高，但由于该 种量测方法没有精度很高的相对平面作为量测基准(仅以墓碑面的本身作为 量测基准)，所以根据申请者的经验，量测精度大概不高于0.2mm；第二， 虽然每隔20×10mm测一个点，但没有设置可较精确地限制电子卡尺在平面 上发生前后左右移动的专门装置，因此测点在平面位置上的定位存在着较大 误差。

2、工程量规测量法

Williams R.B.G等人在Earth Surface Processes and Landforms 2000 年第25卷《Effects of aspect on weathering：anomalous behaviour of sandstone gravestones in southeast England》中公开了一种利用灵敏度 为0.1mm的工程量规测量墓碑的粗糙度的方法。这种方法的优势也是实用方 便，但仍存在着与上述电子卡尺量测法的类似问题，只是它的精度低。虽然 有关资料仅给出工程量规的灵敏度而未给出实际量测精度，但估计它的精度 大概不高于0.5mm。

3、软材料压模量测方法

杨志法等人在中国龙游石窟保护国际学术讨论会论文集.北京：文物出 版社2006年《凤凰山石窟装饰性凿痕的几何描述及其相关问题的讨论》中公 开了一种利用橡皮泥掺加石膏等作为印模来量测岩石表面粗糙度的方法。关 于它的精度，曾经针对某一部位专门进行了106次重复试验。结果表明该点粗 糙度的平均值为5.1mm，标准偏差为0.293mm。该种方法的优势是实用方便， 且具有一定的精度，但问题是它难以量测具有较大范围或较大起伏差的岩石 表面。例如，当被测对象的尺寸大于300mm或起伏差大于30mm时，操作就十分 困难。

4、横条孔式钢针量测法