[实用新型]一种测定膨胀岩石自由膨胀率的试验装置

说明书

本实用新型公开了一种测定膨胀岩石自由膨胀率的试验装置，包括：依次连接的加水装置、水位控制器、反应装置、测试仪和控制器；反应装置为长方体结构，在反应装置内设置有两个透水隔板，在两个透水隔板之间设置岩石样品，在岩石样品下方设置有透水石；测试仪包括EC测试仪和位移测试仪。该试验装置简单，该装置不仅可以测量岩石样品在上、左、右、前和后五个方向上的位移变化，而且还可以由电导率计来测量反应后溶液的EC值，通过分析岩石样品的位移变化和溶液EC值的变化，可由此分析膨胀岩的自由膨胀率和其遇水膨胀的破坏机理。

技术领域

本实用新型属于膨胀岩石试验测定设备技术领域，具体涉及到一种测定膨胀岩石自由膨胀率的试验装置。

背景技术

膨胀性岩土是一种多裂隙，且遇水膨胀软化，失水收缩干裂的具有显著胀缩特性的岩土体。从岩石种类来看，具有吸水膨胀性质的岩石种类繁多，例如泥岩、页岩、郭土岩、泥质粉砂岩、石膏、芒硝等。其膨胀特性大多受多种因素影响，包括岩石的物理力学性质、初始含水率、水分供给条件和所处应力状态等。根据膨胀机理的不同，膨胀岩又可分为化学膨胀岩和黏土质膨胀岩。化学膨胀岩多为含硬石膏和无水芒硝的岩石，其体积膨胀大多是由于吸水变相或结晶体积增大导致的。另一类则是含有较多强亲水矿物的黏土质岩石，如泥岩、黏土岩、页岩等，大部分岩类为沉积岩，强亲水矿物包括蒙脱石、伊利石和高岭石等，黏土颗粒间的粒间或晶间膨胀致使此类膨胀岩体积增大。

我国为膨胀岩分布东起山东西至新疆，南起广东北至黑龙江，均有不同类型的膨胀岩出露，因此，我国膨胀岩的工程性质是纷繁复杂的。膨胀岩由于其特殊的工程性质在矿山、水利、交通运输和建筑等工程中会引发各种危害，经常导致工期延误、工程质量不合格而返修或重复施工、暂停运营等问题，致使工程成本增加而造成巨大的经济损失。由于膨胀岩分布广泛、危害巨大，对其膨胀特性的研究工作越来越受到岩土工程界重视。检索了与“膨胀岩遇水膨胀破坏机理的试验”有关的现有专利文件，发现对其自由膨胀率的研究少之又少，因此发明一种合理的测定膨胀岩自由膨胀率的实验装置用以解决上述问题十分必要。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型提供一种测定膨胀岩石自由膨胀率的试验装置，可通过此装置分析膨胀岩的自由膨胀率和其遇水膨胀的破坏机理。

为实现上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种测定膨胀岩石自由膨胀率的试验装置，包括：依次连接的加水装置、水位控制器、反应装置、测试仪和控制器；反应装置为长方体结构，在反应装置内设置有两个透水隔板，在两个透水隔板之间设置岩石样品，在岩石样品下方设置有透水石；测试仪包括EC测试仪和位移测试仪；位移测试仪包括设置在岩石样品上、左、右、前和后五个方向的千分表以及与千分表电连接的位移显示器；EC测试仪包括用于测定岩石膨胀前后溶液EC值的EC测试管和用于显示EC值的EC显示器，EC测试管和EC显示屏电连接；EC显示器和位移显示器分别与控制器电连接。

上述方案的有益效果是：可通过水位控制器来检测反应装置内水位的高低，当水位过低时，水位控制器会控制加水装置向反应装置中加水，反应装置中的岩石岩品吸水膨胀，可通过设置在岩石样品上、左、右、前和后五个方向的千分表测量岩石岩品的位移变化，通过电导率计即EC测试仪来测量反应后溶液的EC值，EC测试仪和位移测试仪均与控制器电连接，将其测定的EC值和位移变化通过控制器进行处理，通过分析岩石样品的位移变化和溶液EC值的变化，可由此分析膨胀岩的自由膨胀率和其遇水膨胀的破坏机理。

进一步地，加水装置包括储水箱、导液管、蠕动泵和蠕动泵开关；导液管一端插入储水箱中，另一端与蠕动泵连接并延伸插入反应装置内；蠕动泵通过蠕动泵开关与水位控制器电连接。

上述方案的有益效果是：储水箱中储存水，当水位控制器检查到反应装置中的水位较低时，会控制蠕动泵开关打开，然后蠕动泵开始工作，通过导液管将储水箱中的水输送到反应装置中继续进行反应。

进一步地，试验装置还包括支架，水位控制器和千分表分别与支架连接。