[发明专利]一种简易岩石风化、蠕变一体化试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种简易岩石风化、蠕变一体化试验装置，其特征是：它包括试样容器系统(20)、杠杆加载机构(40)、水循环系统(51)和鼓风系统(52)；所述试样容器系统(20)具有对岩石试样形成侧向约束的带孔圆柱形桶(27)和对岩石试样进行加热的加热装置，所述水循环系统(51)对岩石试样进行加湿，所述鼓风系统(52)对岩石试样进行干燥和冷却，使岩石试样实现干湿循环和冷热循环；所述杠杆加载机构(40)竖向作用于岩石试样，对其进行恒重加载、卸载。

2.如权利要求1所述的一种简易岩石风化、蠕变一体化试验装置，其特征是：所述杠杆加载机构(40)包括一端铰接于门式框架(10)立柱(11)上的横梁(41)，横梁(41)的另一端与用于挂载配重砝码(48)的吊杆(47)铰接，横梁(41)上通过轴承(43)铰接设置U形活动压头(42)，U形活动压头(42)通过其下的实心圆柱形滚轴(45)、弧形槽垫块(44)竖向作用于岩石试样。

3.如权利要求1所述的一种简易岩石风化、蠕变一体化试验装置，其特征是：所述轴承(43)内孔上安装横向穿过横梁(41)的销轴，于横梁(41)的横向两侧各设置一只千分表(46)，千分表(46)由磁性表座固定于门式框架(10)上，其测量头顶抵在销轴上。

4.如权利要求2所述的一种简易岩石风化、蠕变一体化试验装置，其特征是：所述门式框架(10)、杠杆加载机构(40)、试样容器系统(20)横向间隔设置，各门式框架(10)通过横杆构件连接形成整体机架。

5.如权利要求2所述的一种简易岩石风化、蠕变一体化试验装置，其特征是：所述试样容器系统(20)设置于U形活动压头(42)的下方，包括具有上端开口的方形盒体(21)，该方形盒体(21)的侧壁上设置与鼓风系统(52)相连接的进气孔(24)，底壁上间隔设置与水循环系统(51)相连接的注水孔(22)、排水孔(23)。

6.如权利要求5所述的一种简易岩石风化、蠕变一体化试验装置，其特征是：所述方形盒体(21)的底部由下而上依次放置方形加热板(25)、方形透水石(26)；所述带孔圆柱形桶(27)坐落在方形透水石(26)上，其内由下而上依次放置下圆形透水石(30)、岩石试样、上圆形透水石(29)和圆形钢垫块(31)，带孔圆柱形桶(27)的环形外壁上设置带孔圆柱形加热板(28)；所述加热装置由方形加热板(25)和带孔圆柱形加热板(28)组成。

7.采用如权利要求1至7任意一项所述一种简易岩石风化、蠕变一体化试验装置的试验方法，包括如下步骤：

①将圆柱状岩石试样置于烘箱内烘干至少24小时至恒重，烘干温度为50℃；

②将岩石试样置于试样容器系统(20)中，由坐落于方形盒体(21)中央位置的带孔圆柱形桶(27)对岩石试样提供侧向约束；

③基于杠杆原理根据试验设计竖向加载压力值，将所需配重砝码(48)数量挂载于吊杆47上，对岩石试样进行稳定恒重竖向加载；自挂配重砝码(48)开始通过两只千分表(46)采集岩石试样竖向压缩变形量值，每隔10min记录一次，直至连续3次记录数值不变为止；

④对岩石试样开展干湿循环风化作用，开启水循环系统(51)向方形盒体(21)内注水，直到淹没岩石试样顶部的上圆形透水石(29)，停止注水并将岩石试样浸泡在水中24小时；开启水循环系统(51)将水从方形盒体(21)中排尽；开启鼓风系统(52)向方形盒体(21)内泵送常温空气，同时开启加热装置，并将温度调至试验设定温度，烘干岩石试样24小时；

⑤对岩石试样开展冷热循环风化作用，将方形盒体(21)中的水排尽，开启加热装置，将温度调至试验设计高温值，对岩石试样加热24小时，然后加热装置，同时开启鼓风系统(52)向方形盒体(21)内持续泵送冷空气，冷却岩石试样24小时；

⑥根据试验设计，对岩石试样开展设定次数的干湿循环和冷热循环作用；

⑦完成设定风化试验后，继续持续记录两只千分表(46)读数，直至变形稳定，停止试验，卸除配重砝码(48)，取出岩石试样。