專利名稱：巖石靜態(tài)崩解過(guò)程儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
巖石性質(zhì)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域背景技術(shù) 目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于巖石崩解性的試驗(yàn)有兩種耐崩解性試驗(yàn)和普通崩解試驗(yàn)。耐崩解試驗(yàn)方法的規(guī)范主要有國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)(ISRM)1979年建議的方法和1999年發(fā)布的中國(guó)工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50266-99)中的耐崩解性試驗(yàn)方法，這兩種試驗(yàn)規(guī)程大致相同，均是將試驗(yàn)樣品在105℃～110℃下烘干2～6小時(shí)冷卻，放入孔徑為2mm的金屬網(wǎng)圓筒中，置入水中以20r/min的速度轉(zhuǎn)動(dòng)10分鐘，取出樣品烘干稱量，之后循環(huán)做一次，最后用原樣品的烘干質(zhì)量和殘留樣品烘干質(zhì)量求出巖石耐崩解指數(shù)。耐崩解性試驗(yàn)過(guò)程有強(qiáng)烈的外動(dòng)力擾動(dòng)，使巖石崩解完全和徹底，可以得出一個(gè)比較保守的崩解性設(shè)計(jì)指標(biāo)，符合設(shè)計(jì)的需求，但并不符合巖石實(shí)際崩解過(guò)程；普通崩解試驗(yàn)常見于科研項(xiàng)目和特殊工程巖石性質(zhì)測(cè)試。常用的方法是將巖樣靜置入水中或放在空氣中，直至巖樣崩解完全(一次或多次崩解)，用巖樣起始質(zhì)量和崩解完全后剩余質(zhì)量求出巖樣崩解率。普通崩解試驗(yàn)的試驗(yàn)過(guò)程比較符合實(shí)際崩解情況，但該試驗(yàn)無(wú)法對(duì)巖石各種破壞形式(泥糊狀，碎屑狀，角礫狀和碎塊狀)的過(guò)程進(jìn)行定量描述，不利于巖石崩解形式及其崩解機(jī)理的分析和解釋。
總之，上述目前兩種巖石崩解試驗(yàn)方法，前者試驗(yàn)過(guò)程有強(qiáng)烈的外動(dòng)力擾動(dòng)，使巖石崩解完全和徹底，可以得出一個(gè)比較保守的崩解性設(shè)計(jì)指標(biāo)，符合設(shè)計(jì)的需求，但并不符合巖石實(shí)際崩解過(guò)程；后者試驗(yàn)過(guò)程比較符合實(shí)際崩解情況，但該試驗(yàn)無(wú)法對(duì)巖石各種破壞形式(泥糊狀，碎屑狀，角礫狀和碎塊狀)的過(guò)程進(jìn)行定量描述，不利于巖石崩解形式及其崩解機(jī)理的分析和解釋。兩種方法均不能滿足定量地描述巖石崩解過(guò)程的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種能對(duì)巖石各種崩解破壞形式過(guò)程進(jìn)行定量描述，實(shí)時(shí)記錄巖石崩解速率，全程記錄崩解時(shí)間和崩解特征，有利于巖石崩解機(jī)理分析和解釋的巖石靜態(tài)崩解過(guò)程儀。將巖樣置于網(wǎng)孔直徑為10mm的金屬網(wǎng)圓筒中，在該金屬網(wǎng)圓筒外套置網(wǎng)孔直徑為5mm的金屬網(wǎng)圓筒，再將5mm孔徑的金屬網(wǎng)圓筒外套置孔徑為2mm的金屬網(wǎng)圓筒，各金屬網(wǎng)圓筒分別懸掛在三個(gè)電子天平上，且各金屬網(wǎng)圓筒不能接觸。將金屬網(wǎng)圓筒浸入玻璃試驗(yàn)缸的水溶液中，這時(shí)開始全程記錄各時(shí)刻三個(gè)電子天平的讀數(shù)，即可定量描述巖石各種崩解破壞形式(泥糊狀，碎屑狀，角礫狀和碎塊狀)的崩解過(guò)程。在網(wǎng)孔直徑為10mm的金屬網(wǎng)圓筒的底面有金屬支腳，可使巖樣崩解面臨空，崩解物順利掉落。
基本原理與技術(shù)根據(jù)巖石崩解試驗(yàn)原理，評(píng)價(jià)巖石崩解性有三個(gè)指標(biāo)崩解時(shí)間；崩解特征(崩解過(guò)程現(xiàn)象)；崩解速度。采用巖石靜態(tài)崩解過(guò)程儀可以實(shí)時(shí)定量獲得這些指標(biāo)。
巖石靜態(tài)崩解過(guò)程儀主要由崩解儀部分和量測(cè)記錄部分組成。
崩解儀由三個(gè)金屬網(wǎng)圓筒5、6和7套置而成，金屬網(wǎng)圓筒5、6和7分別用連桿9懸掛在三臺(tái)電子天平8上。金屬網(wǎng)圓筒5、6和7的網(wǎng)孔直徑分別為2mm、5mm和10mm，各金屬網(wǎng)圓筒不接觸，金屬網(wǎng)圓筒各側(cè)面和底面均為網(wǎng)面。由于崩解物大小小于2mm時(shí)為泥糊狀崩解破壞，崩解物大小在2mm和5mm之間時(shí)為碎屑狀崩解破壞，崩解物大小在5mm和10mm之間時(shí)為角礫狀崩解破壞，崩解物大小大于10mm時(shí)為碎塊狀崩解破壞，所以三個(gè)金屬網(wǎng)圓筒的網(wǎng)孔直徑選擇為2mm、5mm和10mm。在崩解試驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)將金屬網(wǎng)圓筒浸入水溶液中，巖樣必須被浸沒(méi)，金屬網(wǎng)圓筒5底面不得與玻璃試驗(yàn)缸3接觸。在網(wǎng)孔直徑為10mm的金屬網(wǎng)圓筒7的底面焊有金屬支腳，將巖樣放置在金屬支腳上，使巖樣崩解面臨空，崩解物能順利掉落。
量測(cè)記錄部分主要是三臺(tái)電子天平，秒表和攝像機(jī)。三臺(tái)電子天平記錄巖石崩解過(guò)程中各金屬網(wǎng)圓筒質(zhì)量的變化，用秒表記錄崩解時(shí)間，攝像機(jī)記錄崩解過(guò)程。根據(jù)電子天平各時(shí)刻的讀數(shù)，可計(jì)算出巖石崩解過(guò)程中各個(gè)時(shí)刻的崩解速度，定量描述各種崩解破壞形式發(fā)生的過(guò)程。


1巖石試樣；2水溶液；3玻璃試驗(yàn)缸；4液面；5網(wǎng)孔直徑為2mm的金屬網(wǎng)圓筒；6網(wǎng)孔直徑為5mm的金屬網(wǎng)圓筒；7網(wǎng)孔直徑為10mm的金屬網(wǎng)圓筒；8電子天平(精度0.01g)；9連桿；10網(wǎng)桶底面支腳具體實(shí)施方式
1.將巖樣放入恒溫箱，以5℃/2小時(shí)的增溫速率使巖石溫度達(dá)到105℃，然后將巖石放在干燥器中自然冷卻；或者直接以某一初始含水量試樣開始試驗(yàn)。
2.將巖樣放入孔徑為10mm金屬網(wǎng)圓筒7的底面支腳上，用電子天平8稱其質(zhì)量；分別用彈簧秤稱出孔徑為5mm和2mm金屬網(wǎng)圓筒6和5的質(zhì)量。分別將三個(gè)孔徑的網(wǎng)桶懸掛在固定在儀器架上的電子天平8上。巖樣置于孔徑為10mm的金屬網(wǎng)圓筒7中，將孔徑為10mm的金屬網(wǎng)圓筒7置于孔徑為5mm的金屬網(wǎng)圓筒6中，再將孔徑為5mm的金屬網(wǎng)圓筒6置于孔徑為2mm的金屬網(wǎng)圓筒5中，各個(gè)網(wǎng)桶不能接觸。
3.將套置的金屬網(wǎng)圓筒浸入裝滿水溶液的玻璃試驗(yàn)缸3中，同時(shí)開啟攝像機(jī)，開始計(jì)時(shí)讀數(shù)，記錄三個(gè)電子天平8讀數(shù)的變化。待到三個(gè)電子天平8讀數(shù)變化小于0.01g/h時(shí)，將金屬網(wǎng)圓筒7中剩余的巖樣取出，放入恒溫箱或者置于空氣中晾干，重復(fù)1～3步驟，直至巖樣完全崩解為止。
權(quán)利要求
1.巖石靜態(tài)崩解過(guò)程儀主要由崩解儀部分和量測(cè)記錄部分組成。崩解儀由三個(gè)金屬網(wǎng)圓筒5、6和7套置而成。巖樣置于網(wǎng)孔直徑為10mm的金屬網(wǎng)圓筒7中，在該金屬網(wǎng)圓筒外套置網(wǎng)孔直徑為5mm的金屬網(wǎng)圓筒6，再將5mm孔徑的金屬網(wǎng)圓筒6外套置孔徑為2mm的金屬網(wǎng)圓筒5，金屬網(wǎng)圓筒5、6和7分別用連桿9懸掛在三臺(tái)電子天平8上。各金屬網(wǎng)圓筒不能接觸，金屬網(wǎng)圓筒各側(cè)面和底面均為網(wǎng)面。量測(cè)記錄部分主要是三臺(tái)電子天平，秒表和攝像機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，在崩解試驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)將金屬網(wǎng)圓筒浸入水溶液中，巖樣必須被浸沒(méi)，金屬網(wǎng)圓筒5底面不得與玻璃試驗(yàn)缸3接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，在網(wǎng)孔直徑為10mm的金屬網(wǎng)圓筒7的底面焊有金屬支腳，將巖樣放置在金屬支腳上，使巖樣崩解面臨空，崩解物能順利掉落。
全文摘要
所屬技術(shù)領(lǐng)域巖石性質(zhì)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明提供一種能對(duì)巖石各種崩解破壞形式過(guò)程進(jìn)行定量描述，實(shí)時(shí)記錄巖石崩解速率，全程記錄崩解時(shí)間和崩解特征，有利于巖石崩解機(jī)理分析的巖石靜態(tài)崩解過(guò)程儀。將巖樣置于網(wǎng)孔直徑為10mm的金屬網(wǎng)圓筒中，在該金屬網(wǎng)圓筒外套置網(wǎng)孔直徑為5mm的金屬網(wǎng)圓筒，再將5mm孔徑的金屬網(wǎng)圓筒外套置孔徑為2mm的金屬網(wǎng)圓筒，各金屬網(wǎng)圓筒分別懸掛在三個(gè)電子天平上，且各金屬網(wǎng)圓筒不能接觸。將金屬網(wǎng)圓筒浸入玻璃試驗(yàn)缸的水溶液中，開始全程記錄三個(gè)電子天平的讀數(shù)，即可定量描述巖石各種崩解破壞形式(泥糊狀，碎屑狀，角礫狀和碎塊狀)的崩解過(guò)程。在網(wǎng)孔直徑為10mm的金屬網(wǎng)圓筒的底面有金屬支腳，使巖樣崩解面臨空，崩解物順利掉落。
文檔編號(hào)G01N33/38GK1601279SQ20041008368
公開日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2004年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月18日
發(fā)明者李守定, 李曉, 張年學(xué) 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所, 李守定, 李曉, 張年學(xué)