[发明专利]一种软岩崩解自动筛分仪及其试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软岩崩解试验的高效的自动崩解筛分仪，特别是涉及一种用于公路、铁路等领域软岩遇水崩解的崩解仪。尤其是针对降雨条件下炭质软岩边坡表层遇水崩解、炭质软岩地区公路路基填料遇水崩解的软岩崩解试验的高效自动筛分崩解仪，可有效真实的反映软岩崩解后颗粒级配的分布情况，为进行后续物理力学实验提供依据。本发明还涉及该软岩崩解自动筛分仪的试验方法。 

背景技术

软岩崩解是指软岩遇水后发生一系列的物理、化学变化，使软岩由整体变成不同粒径大小的一种现象。 

越来越多的高速公路、铁路建设过程中将不可避免的穿过软岩含量丰富的地区，利用软岩作为路基的填筑材料是不可避免的。由于软岩遇水崩解的特性，经常导致以下问题：用软岩填筑的路基遇水可使路基的整体稳定性降低，甚至出现路面沉降、坍塌的现象。软岩边坡遇水也会导致边坡整体稳定性降低，出现滑坡等的现象。所以，研究软岩的崩解特性对今后软岩地区的交通建设有着重大的意义。 

现有传统软岩崩解试验的试验方法是先把炭质软岩进行单独崩解，然后进行筛分，筛分完之后又将炭质软岩重新混合在一起进行崩解，崩解一段时间后再筛分。这样将每次筛分的结果进行比较，如果颗粒级别在相当长的一段时间内变化很小，说明崩解基本停止。 

以上试验的缺点主要在于将崩解过程和筛分过程分开进行，会使试验过程变得复杂，此外，还在于对崩解基本停止的时间无法做出及时的判断，会延长试验时间，还在于筛分进行的次数越多，会使试样的质量损失也越大，从而会影响试验的精度。因此，设计一种即高效又精确的炭质软岩崩解、筛分实验仪器来替代传统的筛分实验是非常有必要的。 

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种崩解过程和筛分过程同时进行且高效、精确及便于观察的软岩崩解自动筛分仪。 

本发明所要解决的第二个技术问题是提供该软岩崩解自动筛分仪的试验方法。 

为了解决上述第一技术问题，本发明提供的软岩崩解自动筛分仪，在振动台上设有透明外筒，在所述的透明外筒的高处设有进水管，在所述的透明外筒的低处设有出水管，所述的透明外筒内从上往下依次放置有多个透明内筒，每个所述的透明内筒的底部均设有筛分孔，多个所述的透明内筒的筛分孔的孔径根据实验室标准筛孔尺寸由上至下依次减小设置。 

多个所述的透明内筒的内径由上至下依次增大，每个所述的透明内筒内设有内筒托，前一级内径较小的所述的透明内筒能放入内径较大的后一级所述的透明内筒内并由所述的内筒托支撑。 

多个所述的透明内筒的上端部与所述的透明外筒的上端部齐平，且在多个所述的透明内筒的上端部处设有处于所述的透明内筒和所述的透明外筒之间的可调节固定片。 

所述的透明内筒的所述的筛分孔由上往下依次为：60mm、20mm、5mm、1mm、0.25mm和0.075mm。 

所述的振动台为可调频率振动台。 

采用上述技术方案的软岩崩解自动筛分仪，通过利用进水管和出水管来控制筒内的水位，使炭质软岩在崩解过程中一直处于浸水状态，同时开启可调频率振动台使整个装置处于振动状态，从而达到崩解与筛分两个过程同时进行的效果。该装置结构设计合理，安装使用方便，可以较大幅度的提高炭质软岩崩解实验的效率和实验精度。 

为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的软岩崩解自动筛分仪的试验方法，试验步骤如下： 

(1)、选取直径为80～120mm的具有遇水崩解特性的块状原状软岩，称取初值质量后，放入最上层的内筒内； 

(2)、开启进水管开关，使仪器内的水漫过最上层内筒里的软岩试样； 

(3)、通过透明的内外筒观察其崩解过程，此时遇水崩解后的较小颗粒将由上层内筒的筛分孔进入下层各内筒；如观察到软岩颗粒堵塞筛孔则开启振动台，使其顺利通过各内筒筛分孔； 

(4)、当观察到各内筒软岩体积无明显变化时，关闭振动台， 同时开启出水管，使仪器内的水排出，然后取下各内筒放置在干燥通风处，待内筒内软岩崩解产物完全风干后，利用电子称称量其各内筒内崩解软岩的质量，并绘制级配分布曲线。 

本发明的创新之处在于：软岩崩解自动筛分仪巧妙地将软岩崩解试验中的崩解和筛分两个过程结合在一起，大大的节约了崩解试验的时间。而试验的整个过程没有出现质量的损失，提高了试验结果的精确度。用透明的有机玻璃做外筒，方便观察试验进程。 

综上所述，发明是一种崩解过程和筛分过程同时进行且高效、直观、操作性强及误差较小的的软岩崩解自动筛分仪及其试验方法。