一種維持強度的多功能軟巖樣品養(yǎng)護器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于巖土工程試驗儀器領(lǐng)域，特別涉及一種維持強度的多功能軟巖樣品養(yǎng)護器，適用于在貼傳感器、恒溫恒濕、真空等不同條件下維持軟巖樣品強度并進行長時間養(yǎng)護。
【背景技術(shù)】
[0002]軟巖遇水軟化是國際工程地質(zhì)學科領(lǐng)域的前沿課題之一。其軟化試驗研宄是其中的重點和難點，是許多重大工程災(zāi)變機制研宄與控制的基礎(chǔ)，已經(jīng)成為學術(shù)界與工程界共同關(guān)注的焦點。目前，通過實驗在其軟化機制、變形破壞的力學效應(yīng)及其模型方面已經(jīng)開展了較多工作，初步形成了巖石軟化研宄的基本試驗框架。其中，軟巖的鉆孔采集、切磨制樣等是試驗開展前提保證，且均需用水降溫而導(dǎo)致樣品逐漸軟化破壞，難以維持強度。特別是，制作好的軟巖樣品常需貼傳感器以進行量測，而傳感器完全固定于樣品上，至少需24個小時才可使粘膠與空氣充分反應(yīng)而發(fā)揮作用，無法立即開展實驗，對剛剛浸水的軟巖樣品的強度維持與養(yǎng)護提出了更高的要求。但是，目前針對含砂較多的軟巖常采用恒溫恒濕或真空兩種條件養(yǎng)護，樣品養(yǎng)護合格率未到50%，而對于含砂較少的泥質(zhì)軟巖樣品的養(yǎng)護合格率幾乎為0，且尚未見到合理有效的方法，大大降低了試驗效率、結(jié)果的可靠性，嚴重制約了軟巖試驗的開展。因此，根據(jù)鹽溶液抑制軟巖軟化原理，設(shè)計研制一種維持強度的多功能軟巖樣品養(yǎng)護器，重點針對貼傳感器的泥質(zhì)軟巖的養(yǎng)護，兼顧砂巖養(yǎng)護的真空與恒溫恒濕條件，解決軟巖樣品有效養(yǎng)護儀器欠缺的問題，對于提升試驗效率、結(jié)果可靠性與進一步擴大試驗內(nèi)容、規(guī)模及工程應(yīng)用等，具有十分重要的科學意義和實際應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目是，針對現(xiàn)有軟巖樣品有效養(yǎng)護儀器欠缺的問題，提供一種能夠在貼傳感器、恒溫恒濕、真空等不同條件下維持軟巖樣品強度并進行長時間養(yǎng)護的儀器。
[0004]本發(fā)明涉及的一種維持強度的多功能軟巖樣品養(yǎng)護器，由養(yǎng)護容器、氣泡-溶液控制器、真空控制器、恒溫恒濕控制器組成。
[0005]1、養(yǎng)護容器
[0006]養(yǎng)護容器由高強透明容器、容器支撐底托、容器密封蓋、溶液進口、溶液出口、鹽溶液不銹鋼密篩等組成，可為在貼傳感器、恒溫恒濕、真空等不同條件下維持軟巖樣品強度并進行長時間養(yǎng)護提供密閉環(huán)境，實現(xiàn)軟巖樣品養(yǎng)護期間不同條件的調(diào)節(jié)。
[0007]2、氣泡-溶液控制器
[0008]氣泡-溶液控制器由抽氣機、通氣管、軟巖樣品放置結(jié)構(gòu)、加調(diào)節(jié)鹽入口等組成，充分利用鹽溶液對軟巖軟化抑制作用的原理，可實現(xiàn)將軟巖樣品放在軟化抑制的鹽溶液中以維持強度，實現(xiàn)樣品周圍包裹氣泡以保證傳感器粘膠與空氣充分反應(yīng)而發(fā)揮作用，從而使泥質(zhì)軟巖樣品及其貼傳感器后得到有效的養(yǎng)護。
[0009]3、真空控制器
[0010]真空控制器由真空泵、抽氣控制閥等組成，可實現(xiàn)將軟巖樣品放在真空環(huán)境中，實現(xiàn)樣品在真空條件下的養(yǎng)護。
[0011 ] 4、恒溫恒濕控制器
[0012]恒溫恒濕控制器由恒溫恒濕制控機、溫度控制探針、導(dǎo)熱棒、濕度控制探針等組成，可實現(xiàn)將軟巖樣品放在恒溫恒濕環(huán)境中，實現(xiàn)樣品在恒溫恒濕條件下的養(yǎng)護。
[0013]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0014]1、能夠?qū)崿F(xiàn)泥質(zhì)軟巖樣品及其貼傳感器后得到強度維持的有效養(yǎng)護。
[0015]2、能夠在同一臺設(shè)備上實現(xiàn)貼傳感器、真空、恒溫恒濕等不同條件需求的軟巖樣品批量養(yǎng)護。
[0016]3、本養(yǎng)護器成本低、穩(wěn)定性高、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、清洗便捷、操作方便，對試驗測試人員沒有很強的技術(shù)要求。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的整體組成結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是軟巖樣品放置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]其中:
[0019]A.養(yǎng)護容器:A1.高強透明容器;A2.容器支撐底托;A3.容器密封蓋;A4.溶液進P ;Α5.溶液出口。
[0020]B.鹽溶液不銹鋼密篩。
[0021]C.氣泡-溶液控制器:C1.抽氣機；C2.通氣管；C3.軟巖樣品放置結(jié)構(gòu):C3_1.鹽溶液不銹鋼通氣板，C3-2.巖樣周密集出氣孔，C3-3.巖樣放置的鹽溶液不銹鋼絲，C3-4.通氣管與鹽溶液不銹鋼通氣板接口，C3-5.導(dǎo)熱棒插口 ；C4.加調(diào)節(jié)鹽入口。
[0022]D.真空控制器:Dl.真空泵；D2.抽氣控制閥。
[0023]E.恒溫恒濕控制器:E1.恒溫恒濕制控機；E2.溫度控制探針；E3.導(dǎo)熱棒；E4.濕度控制探針。
[0024]F.軟化抑制的鹽溶液。
[0025]G.軟化抑制的巖渣溶液。
[0026]H.軟巖樣品。
[0027]圖3是具體試驗實施方式流程圖。
【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進一步說明:
[0029]1.養(yǎng)護容器
[0030]Al.高強透明容器、A2.容器支撐底托與A3.容器密封蓋一次鑄模加工成型，并在A3.容器密封蓋表面噴涂防腐材料；在Al.高強透明容器兩側(cè)分別設(shè)置A4.溶液進口與A5.溶液出口 ；在々3.容器密封蓋分別設(shè)置C.氣泡-溶液控制器、D.真空控制器、E.恒溫恒濕控制器等及其相關(guān)部件的接口 ；將八2.容器支撐底托布置在Al.高強透明容器底部以支撐試驗過程中所產(chǎn)生的重量；將A3.容器密封蓋放置在Al.高強透明容器上部以提供不同條件試驗的操作平臺及其密封作用。養(yǎng)護過程中，A.養(yǎng)護容器為不同條件試驗提供試驗空間。
[0031]2.氣泡-溶液控制器
[0032]Cl.抽氣機與C2.通氣管連接并安裝在A3.容器密封蓋上，C2.通氣管連接C3.軟巖樣品放置結(jié)構(gòu)，去掉A3.容器密封蓋上的D.真空控制器與E.恒溫恒濕控制器，形成完整的C.氣泡-溶液控制器，整個控制器均為便捷裝卸式。泥質(zhì)軟巖樣品及其貼傳感器后得到強度維持的有效養(yǎng)護過程中，首先在A.養(yǎng)護容器注入一定量的G.軟化抑制的巖渣溶液，以保證H.軟巖樣品放置后溶液中的軟巖離子處于飽和狀態(tài)從而抑制軟化發(fā)生；將B.鹽溶液不銹鋼密篩固定于G.軟化抑制的巖渣溶液表面上部，以保證只有G.軟化抑制的巖渣溶液可透過B.鹽溶液不銹鋼密篩，防止巖渣漂浮干擾養(yǎng)護；接著，在B.鹽溶液不銹鋼密篩上部一定距離(根據(jù)需要確定)固定C3.軟巖樣品放置結(jié)構(gòu)，將H.軟巖樣品放置在C3-3.巖樣放置的鹽溶液不銹鋼絲上；然后，將C2.通氣管通過C3-4.通氣管與鹽溶液不銹鋼通氣板接口連接C3-1.鹽溶液不銹鋼通氣板；通過A4.溶液進口加入F.軟化抑制的鹽溶液，以進一步平衡軟巖樣品離子濃度及其狀態(tài)從而抑制軟化發(fā)生；連接Cl.抽氣機與C2.通氣管；在Al.高強透明容器上蓋上A3.容器密封蓋；最后，啟動Cl.抽氣機，使氣泡由C3-2.巖樣周密集出氣孔放出，開始軟巖樣品養(yǎng)護；同時，可同構(gòu)C4.加調(diào)節(jié)鹽入口加入所需鹽，以控制鹽溶液的濃度。這樣，就可實現(xiàn)將軟巖樣品放在軟化抑制的鹽溶液中以維持強度，實現(xiàn)樣品周圍包裹氣泡以保證傳感器粘膠與空氣充分反應(yīng)而發(fā)揮作用，從而使泥質(zhì)軟巖樣品及其貼傳感器后得到有效的養(yǎng)護。養(yǎng)護結(jié)束后，將C.氣泡-溶液控制器拆卸并取出，取出B.鹽溶液不銹鋼密篩，通過A5.溶液出口清掉F.軟化抑制的鹽溶液，倒掉G.軟化抑制的巖渣溶液，保證A.養(yǎng)護容器的清凈，以為下次養(yǎng)護做好準備。
[0033]3.真空控制器
[0034]Dl.真空泵與D2.抽氣控制閥連接并安裝在A3.容器密封蓋上，去掉A3.容器密封蓋上的C.氣泡-溶液控制器與E.恒溫恒濕控制器，密封其A3.容器密封蓋上的其它接口，形成完整的D.真空控制器。真空條件下軟巖樣品養(yǎng)護過程中，首先，在A.養(yǎng)護容器中固定C3.軟巖樣品放置結(jié)構(gòu)；接著，將H.軟巖樣品放置在C3-3.巖樣放置的鹽溶液不銹鋼絲上；然后，去掉A3.容器密封蓋上的C.氣泡-溶液控制器與E.恒溫恒濕控制器，密封其A3.容器密封蓋上的其它接口 ；最后，啟動D.真空控制器，開始軟巖樣品真空條件下的養(yǎng)護。
[0035]4.恒溫恒濕控制器
[0036]El.恒溫恒濕制控機與E2.溫度控制探針、E3.導(dǎo)熱棒、E4.濕度控制探針連接并安裝在A3.容器密封蓋上，去掉A3.容器密封蓋上的C.氣泡-溶液控制器與D.真空控制器，密封其A3.容器密封蓋上的其它接口，形成完整的E.恒溫恒濕控制器。恒溫恒濕條件下軟巖樣品養(yǎng)護過程中，首先，在A.養(yǎng)護容器中固定C3.軟巖樣品放置結(jié)構(gòu)；接著，將H.軟巖樣品放置在C3-3.巖樣放置的鹽溶液不銹鋼絲上；然后，去掉A3.容器密封蓋上的C.氣泡-溶液控制器與E.恒溫恒濕控制器，密封其A3.容器密封蓋上的其它接口 ；E3.導(dǎo)熱棒穿過C3-5.導(dǎo)熱棒插口 ；最后，啟動E.恒溫恒濕控制器，開始軟巖樣品恒溫恒濕條件下的養(yǎng)護；同時可根據(jù)E2.溫度控制探針與E4.濕度控制探針，通過El.恒溫恒濕制控機調(diào)整A.養(yǎng)護容器內(nèi)的溫度與濕度。
[0037]5.集成上述A.養(yǎng)護容器、C.氣泡-溶液控制器、D.真空控制器、E.恒溫恒濕控制器等，形成一種維持強度的多功能軟巖樣品養(yǎng)護器，從而能夠在同一臺設(shè)備上實現(xiàn)貼傳感器、真空、恒溫恒濕等不同條件需求的軟巖樣品批量養(yǎng)護。
【主權(quán)項】
1.一種維持強度的多功能軟巖樣品養(yǎng)護器，包括養(yǎng)護容器、氣泡-溶液控制器、真空控制器、恒溫恒濕控制器組成。其特征在于：所述養(yǎng)護容器由高強透明容器、容器支撐底托、容器密封蓋、溶液進口、溶液出口、鹽溶液不銹鋼密篩等組成，可為在貼傳感器、恒溫恒濕、真空等不同條件下維持軟巖樣品強度并進行長時間養(yǎng)護提供密閉環(huán)境，實現(xiàn)軟巖樣品養(yǎng)護期間不同條件的調(diào)節(jié)；所述氣泡-溶液控制器由抽氣機、通氣管、軟巖樣品放置結(jié)構(gòu)、加調(diào)節(jié)鹽入口等組成，充分利用鹽溶液對軟巖軟化抑制作用的原理，可實現(xiàn)將軟巖樣品放在軟化抑制的鹽溶液中以維持強度，實現(xiàn)樣品周圍包裹氣泡以保證傳感器粘膠與空氣充分反應(yīng)而發(fā)揮作用，從而使泥質(zhì)軟巖樣品及其貼傳感器后得到有效的養(yǎng)護；所述真空控制器由真空泵、抽氣控制閥等組成，可實現(xiàn)將軟巖樣品放在真空環(huán)境中，實現(xiàn)樣品在真空條件下的養(yǎng)護；所述恒溫恒濕控制器由恒溫恒濕制控機、溫度控制探針、導(dǎo)熱棒、濕度控制探針等組成，可實現(xiàn)將軟巖樣品放在恒溫恒濕環(huán)境中，實現(xiàn)樣品在恒溫恒濕條件下的養(yǎng)護。該養(yǎng)護器可實現(xiàn)泥質(zhì)軟巖樣品及其貼傳感器后得到強度維持的有效養(yǎng)護，以及在同一臺設(shè)備上實現(xiàn)貼傳感器、真空、恒溫恒濕等不同條件需求的軟巖樣品批量養(yǎng)護。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種維持強度的多功能軟巖樣品養(yǎng)護器，該養(yǎng)護器由養(yǎng)護容器、氣泡-溶液控制器、真空控制器、恒溫恒濕控制器組成。其主要優(yōu)點在于能能夠?qū)崿F(xiàn)泥質(zhì)軟巖樣品及其貼傳感器后得到強度維持的有效養(yǎng)護，以及在同一臺設(shè)備上實現(xiàn)貼傳感器、真空、恒溫恒濕等不同條件需求的軟巖樣品批量養(yǎng)護，對于提升軟巖試驗效率、結(jié)果可靠性與進一步擴大試驗內(nèi)容、規(guī)模及工程應(yīng)用等，具有十分重要的科學意義和實際應(yīng)用價值。
【IPC分類】B28B11-24, G01N1-28
【公開號】CN104786360
【申請?zhí)枴緾N201510193499
【發(fā)明人】劉鎮(zhèn), 周翠英, 蘇定立, 黎杰明
【申請人】中山大學
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月21日