[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定岩石水理性质的实验装置及其使用方法，尤其涉及一种实验室用岩石自由膨胀率及吸水率的测定装置及其使用方法。 

背景技术

岩石的水理特性是指岩石在水溶液作用下所表现出来的性质，包括岩石的吸水性、水力传导性、软化性、抗冻性、膨胀性和可溶性，是影响岩石工程稳定性的重要因素。一般的工程岩体总是赋存在一定的水环境中，受水环境变化的影响，工程岩体的强度、变形和破坏等力学特性将发生变化，特别是软岩状况。因此，准确掌握工程岩体的水理特性对岩石工程具有重要意义，尤其自由膨胀率及吸水率是对亲水性软岩进行定性的重要指标。 

在工程岩体试验方法标准（GBT50266-1999）中，岩石的自由膨胀率及吸水率试样仅适用于遇水不易崩解的岩石，而对于亲水性软岩的自由膨胀率无法测定。另外一种测定自由膨胀率的方法是，将敲碎的岩样称取一定量倒入量筒内，摇平，记录试样初始体积，然后注入足量的蒸馏水，静置于恒温箱中定时观测记录试样体积变化，自由膨胀率就是试样体积的增量除以初始体积，此方法虽能快速测出岩石的自由膨胀率，但破坏了岩石的原有结构，可能有较大误差。 

中国专利申请CN102830060A公开了一种多功能岩石膨胀试验仪，虽然可以用于岩石膨胀率的精确测量，但由于其测量原理及结构方面的原因，不可避免地存在装置体型大、构造复杂、造价高、操作繁琐等不足。 

另一方面，现有技术中的岩石膨胀试验仪，一般都存在使用功能单一的不足，不能满足同时进行岩石的膨胀率和吸水率测定的使用需求。 

发明内容

本发明的目的之一是，提供一种结构简单、操作简便、制造成本低廉、适于实验室内测定岩石自由膨胀率及吸水率的测试装置； 

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种岩石自由膨胀率及吸水率测定装置，其特征在于，包括：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， 

所述盛水容器顶部为敞口； 

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； 

所述下隔水板开设有通孔，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。 

作为优选，上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。 

进一步优选，上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。 

进一步优选，上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。 

进一步优选，上述上隔水板、待测试样、透水石和下隔水底座均为圆盘形状。 

进一步优选，上述加水装置、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。 

上述技术方案直接带来的技术效果是，整个实验装置具有结构简单、体积小、制造成本低廉、操作简便等特点。 

而且，上述技术方案中，待测试样的上、下两面分别采用有通孔的隔水板和透水石，外部加水可充分逐步向待测岩石试样渗透，或者说是，多余的水从待测岩石试样中向外流出。这些技术手段的采用，可以有效控制向待测岩石试样内部渗透的水的渗透速度、渗透的均匀性，保证待测岩石试样吸水与膨胀的充分性，进而保证实验结果的真实性。