[发明专利]一种水‑力耦合作用下岩石流变化学效应量测系统

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程试验仪器领域，具体涉及一种水-力耦合作用下岩石流变化学效应的量测系统，适用于水-力耦合作用下量测岩石流变变形及溶液电势、pH值变化。

背景技术

在岩土工程领域中，岩石遇水致灾是一个重要的研究课题。岩石，特别是软岩，其中的可溶性盐(钾盐、钠盐等)、石膏、碳酸钙等结构成分，在遇水后都会发生不同程度的流失，破坏岩石整体结构，降低岩石整体强度，表现出岩石遇水后迅速软化崩解，给工程施工带来挑战，因此有必要针对岩石的稳定性进行分析。

针对于岩石的长期稳定性评估，主要是通过岩石的流变力学特性试验进行的。现有的流变力学试验主要关注的是不同轴压及围压下岩石力学性能的变化，但对于岩石遇水后，其特有的膨胀性矿物、粘土矿物、易溶性矿物或有机质组分等化学物质的流失，却缺乏相应的量测装置，只能通过长时间重复地、单一地、低效率地进行人工量测，给试验结果带来误差。因此，设计一种在水-力耦合作用下量测岩石流变过程中的化学效应，对于揭示岩石流变变形以及相应的化学效应演化规律具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是，针对水-力耦合作用下提供一种便捷、高效的岩石流变化学效应量测系统，可以实现在水-力耦合作用下量测岩石流变变形及化学效应，该仪器通用性强，结构简单，可靠性高，并且可以有效加快试验周期，节省试验成本。

本发明所涉及的一种水-力耦合作用下岩石流变化学效应量测系统，由溶液循环量测系统、轴压伺服控制系统、多通道同步数据采集与处理系统组成。

1、溶液循环量测系统

溶液循环量测系统由背压阀、减压阀、电磁阀、循环泵、防电墙、溶液箱、电位-pH复合双电极等组成，可实现在不同的轴压及围压下量测溶液箱中溶液的电势、pH值的变化，实现岩石试样流变变形电化学效应的精确量测。

2、轴压伺服控制系统

轴压伺服控制系统由轴压伺服加载系统、轴压伺服电机、千分表、加载压头、导线、齿轮组等组成，用于调节施加在岩石试样上的轴压，实现量测岩石流变变形。

3、多通道同步数据采集与处理系统

多通道同步数据采集与处理系统由多通道同步数据采集器和高性能计算机等组成，用于采集和分析岩石试样在实验过程中的轴向压力、轴向变形、径向变形以及溶液的电势、pH值等，实现对岩石流变变形过程中化学效应演化规律的分析。

本发明具有以下优点：

1、能够通过控制岩石试样的应力场和渗流场，观测在水-应力耦合作用下岩石试样流变变形，并实现对岩石流变变形及溶液电势、pH值的量测。

2、能够通过建立实时分析曲线，探究不同条件下岩石流变变形特征及溶液电势、pH值的变化，实现水-力耦合作用下岩石流变变形以及化学效应演化规律的分析。

3、该系统通用性强，结构简单，可靠性高，并且可以有效加快试验周期，节省试验成本。

4、本系统精度高、稳定性强，操作方便，对试验测试人员没有很强的技术要求。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

其中：

A.压力室及传感器：A1.压力室；A2.岩石试样；A3.轴向压力传感器；A4.径向变形传感器。

B.溶液循环量测系统：B1.背压阀；B2.循环泵；B3.防电墙；B4.溶液箱；B5.电位-pH复合双电极；B6.减压阀；B7.电磁阀。

C.轴压伺服控制系统：C1.轴压伺服电机；C2.轴压伺服加载系统；C3.千分表；C4.加载压头。

D.多通道同步数据采集与处理系统：D1.多通道同步数据采集器；D2.高性能计算机。

图2是具体试验实施方式流程图。

具体实施方式

结合附图对本发明的技术方案进一步说明。

本试验系统的具体组装如下：