[发明专利]一种岩石冻胀试验用类岩石试件裂缝注水方法

摘要

本发明公开了一种岩石冻胀试验用类岩石试件裂缝注水方法，包括步骤一、准备好注水用不等温控制试验装置；二、在类岩石试件的裂缝开口处安装应力应变片；三、将类岩石试件放入中间层温控试验箱内；四、在两个量杯中盛水并在其中一个水中加入有色墨水后同时放入底层温控试验箱内；五、将冻结后的类岩石试件蘸未添加有色墨水的水后，采用保鲜膜包裹表面裂缝漏口面并放入顶层温控试验箱内；六、将添加有有色墨水的水倒入输液瓶中并悬挂在输液架上，将流量调至最小；七、在裂缝上刺排气孔和注水孔并注水；八、揭下所有保鲜膜。本发明实现方便，提高了注水效率，能够有效地减少注水过程中裂缝失水，防止了渗流，有助于提高岩石冻胀试验的精度。

主权项

一种岩石冻胀试验用类岩石试件裂缝注水方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、准备好注水用不等温控制试验装置，所述注水用不等温控制试验装置包括三个结构相同的温控试验箱(32)，每个温控试验箱(32)均包括箱体(1)和转动连接在箱体(1)上的门(2)，所述门(2)上嵌入安装有玻璃观察窗(3)和触摸式液晶显示屏(4)，所述箱体(1)底部均匀设置有多个安装固定凸块(5)，所述箱体(1)顶部均匀设置有多个分别与多个安装固定凸块(5)相配合的安装固定凹槽(6)，所述箱体(1)的后壁上设置有用于接入220V交流电(22)的电源输入接口(7)和与电源输入接口(7)连接的电源输出接口(13)，所述箱体(1)内设置有用于将箱体(1)内部空间分隔为前腔(9)和后腔(10)的第一耐热隔板(8)，所述后腔(10)内设置有变压器(11)、制冷压缩机(12)、温度传感器(14)、湿度传感器(15)和温度控制器(16)，所述变压器(11)与电源输入接口(7)连接，所述制冷压缩机(12)的输出端连接有穿过第一耐热隔板(8)伸入前腔(9)内的U型管式换热器(17)；所述前腔(9)内底部设置有加热电阻丝(18)和位于加热电阻丝(18)上方的第二耐热隔板(29)；所述温度控制器(16)包括微控制器模块(16‑1)和用于将220V交流电(22)转换为温度控制器(16)中各用电模块所需电压的交直流转换电路模块(16‑2)，以及与所述微控制器模块(16‑1)相接的数据存储器模块(16‑7)、第一串口通信电路模块(16‑3)和第二串口通信电路模块(16‑4)，所述触摸式液晶显示屏(4)与微控制器模块(16‑1)相接，所述温度传感器(14)和湿度传感器(15)均与微控制器模块(16‑1)的输入端相接，所述微控制器模块(16‑1)的输入端还接有时钟电路模块(16‑5)，所述微控制器模块(16‑1)的输出端接有依次相接的用于接通或断开变压器(11)给加热电阻丝(18)供电的供电回路的第一继电器(16‑8)和第一接触器(16‑9)，以及依次相接的用于接通或断开220V交流电(22)给制冷压缩机(12)供电的供电回路的第二继电器(16‑10)和第二接触器(16‑11)，所述第一接触器(16‑9)串联在变压器(11)给加热电阻丝(18)供电的供电回路中，所述第二接触器(16‑11)串联在220V交流电(22)给制冷压缩机(12)供电的供电回路中，所述第一串口通信电路模块(16‑3)上连接有设置在箱体(1)后壁上的第一九针串口(23)，所述第二串口通信电路模块(16‑4)上连接有设置在箱体(1)后壁上的第二九针串口(24)；三个温控试验箱(32)通过相互配合的安装固定凸块(5)和安装固定凹槽(6)叠放在一起，位于底层的温控试验箱(32)上的电源输入接口(7)与外部电源插座(31)上的220V交流电接口连接，位于上层的温控试验箱(32)上的电源输入接口(7)与与其相邻的下层温控试验箱(32)上的电源输出接口(13)连接，位于上层的温控试验箱(32)上的第一九针串口(23)与与其相邻的下层温控试验箱(32)上的第二九针串口(24)连接；步骤二、在预制有裂缝且具有饱和含水率的类岩石试件的裂缝开口处安装能够在温度不低于‑30℃的环境下正常工作的应力应变片；步骤三、首先将经过步骤二处理的类岩石试件放入位于中间层的温控试验箱(32)内，然后操作位于中间层的温控试验箱(32)的触摸式液晶显示屏(4)，设置位于中间层的温控试验箱(32)内的温度为‑30℃，温度保持时间为2～3小时；步骤四、首先在两个量杯中分别盛500mL～800mL的水，并往其中一个量杯的水中加入5mL～15mL的有色墨水，将两个量杯同时放入位于底层的温控试验箱(32)内；然后操作位于底层的温控试验箱(32)的触摸式液晶显示屏(4)，设置位于底层的温控试验箱(32)内的温度为0℃～1℃，温度保持时间为2～3小时；步骤五、首先设置位于顶层的温控试验箱(32)内的温度为0℃～‑5℃，温度保持时间为5分钟；然后将位于中间层的温控试验箱(32)内冻结了1～2小时后的类岩石试件取出，伸入放置在下层的温控试验箱(32)内未添加有色墨水的量杯的水中蘸水后，在1分钟内采用保鲜膜对类岩石试件的裂缝的表面裂缝漏口面进行包裹，并将包裹好的类岩石试件放入位于顶层的温控试验箱(32)内；步骤六、首先将位于底层的温控试验箱(32)内的盛有添加有有色墨水的水的量杯取出；然后将添加有有色墨水的水倒入带有刻度的输液瓶中并悬挂在输液架上，记录输液瓶中水的初始刻度，并在输液架上连接插入输液瓶中的输液器，调节输液器上的流量调节滚轮，将流量调至最小；步骤七、首先将位于顶层的温控试验箱(32)内冻结了1～3分钟后的类岩石试件取出；然后用输液器上的输液针在类岩石试件上的裂缝上刺一个排气孔，再从所述排气孔中拔出输液器上的输液针并扎入距离排气孔0.3cm～0.8cm的裂缝内，刺一个注水孔并从注水孔往裂缝内注水，当排气孔中有水流出时，说明裂缝已经饱水，此时拔出输液器上的输液针，记录输液瓶中水的最终刻度，用输液瓶中水的初始刻度减去输液瓶中水的最终刻度，得到裂缝的内部体积并记录；步骤八、首先将事先裁剪好的小块保鲜膜伸入放置在下层的温控试验箱(32)内未添加有色墨水的量杯的水中蘸水后，粘贴在类岩石试件上刺有排气孔和注水孔的位置处，将排气孔和注水孔封闭，然后将类岩石试件放入位于中间层的温控试验箱(32)内5～10分钟后取出，揭下所有的保鲜膜；步骤二中所述类岩石试件为圆柱形类岩石试件，所述类岩石试件上预制的裂缝为贯穿裂缝。