[发明专利]一种岩石自由膨胀率及含水率测定装置及其使用方法

权利要求书

1.一种岩石自由膨胀率及吸水率测定装置，其特征在于，包括：顶部为敞口的盛水容器、溢流接水装置、排水装置、加水装置和试样盛放装置；其中， 

所述溢流接水装置与所述盛水容器通过管路密封连接； 

所述加水装置的位置高于所述盛水容器； 

所述溢流接水装置位于所述盛水容器一侧，其位置低于所述盛水容器；所述盛水容器上部的侧壁上设置有溢流管口，所述溢流接水装置通过软管与所述溢流管口连接； 

所述试样盛放装置置于所述盛水容器内； 

所述试样盛放装置从上到下依次为上隔水板、待测试样、透水石、下隔水底座； 

所述上隔水板开设有通孔，并设置有与该通孔联通的第一管口；所述加水装置通过第一连接管与该第一管口密封性插接； 

所述下隔水底座内部为空心并开设有通孔，并设置有与该通孔联通的第二管口；所述排水装置通过第二连接管与该第二管口密封性插接； 

所述上隔水板、待测试样、透水石和下隔水底座由一个环形橡胶薄膜套紧密包裹，形成一个四周均不透水的整体结构。 

2.根据权利要求1所述岩石自由膨胀率及吸水率测定装置，其特征在于，所述盛水容器还设置有密封盖，使用时由密封盖盖住，所述密封盖上开设有透气孔。 

3.根据权利要求1所述岩石自由膨胀率及吸水率测定装置，其特征在于，所述上隔水板和下隔水底座的侧面均分别开设有用于固定所述圆环形橡胶薄膜套的环形凹槽。 

4.根据权利要求1所述的岩石自由膨胀率及吸水率测定装置，其特征在于，所述加水装置安装有出水口阀门；所述排水装置与所述试样盛放装置之间安装有阀门。 

5.根据权利要求1所述的测定岩石自由膨胀率及吸水率的装置，其特征在于，所述上隔水板、待测试样、透水石和下隔水底座均为圆盘形状。 

6.根据权利要求1所述的测定岩石自由膨胀率及吸水率的装置，其特征在于，所述加水装置、溢流接水装置和排水装置均由透明材质制作成可直接读取内部水量刻度的量筒式结构。 

7.一种如权利要求1所述的岩石自由膨胀率及吸水率测定装置的使用方法，依次包括如下步骤： 

第一步，往盛水容器内加水淹没试样盛放装置直至到达溢流口，形成溢流时即停止加水； 

第二步，记录加水装置的初始水量V₁，开启加水装置下方阀门，向试样盛放装置内缓慢加水，加入的水通过上隔水板的通孔经待测试样表层向内渗透； 

待测试样完全浸润后，多余的水将继续向下方渗透并逐步浸润透水石，直至透水石被完全浸润后，多余的水流入排水装置内； 

第三步，在上述第二步骤中，每隔一定时间读取该时刻加水装置内的水量V₂、排水装置内的水量V₃； 

当观察到渗水石下表面出现潮湿现象时，打开排水装置上方的阀门，将经过透水石的水排放至排水装置内，并每隔一定时间读取该时刻溢流接水装置内的水量V₄。 

第四步，待溢流口不再溢流时，关闭加水装置下方阀门停止向试样盛放装置内加水；此时，读取溢流接水装置内的水量V₄； 

待不再有水流入排水装置内时，关闭加水装置下方的阀门，结束实验，读取并计算出实验终了状态下的加水装置的总出水量，即V₁－V₂－V₃和排水装置内的水量V₃； 

第五步，按公式计算出每隔一定时间各时刻，以及实验终了时刻的岩石自由膨胀率； 

按公式计算出每隔一定时间各时刻的待测试样的含水率； 

式中： 

V₀：为待测岩石试样的初始体积； 

m₀：待测试样的初始质量； 

ρ_w：水的密度； 

V₁：加水装置的初始水量； 

V₂：每隔一段时间的各时刻，加水装置内的水量； 

V₃：每隔一段时间的各时刻，排水装置内的水量。