中国地质调查局成都地质调查中心(西南地质科技创新中心)王春山获国家专利权
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龙图腾网获悉中国地质调查局成都地质调查中心(西南地质科技创新中心)申请的专利一种膨胀软岩遇水变形模量衰减测试装置及测试方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116794233B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310705852.X,技术领域涉及:G01N33/00;该发明授权一种膨胀软岩遇水变形模量衰减测试装置及测试方法是由王春山;巴仁基;韩浩东;铁永波;高延超;徐伟;白永健设计研发完成,并于2023-06-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种膨胀软岩遇水变形模量衰减测试装置及测试方法在说明书摘要公布了:本发明实施例公开了一种膨胀软岩遇水变形模量衰减测试装置及测试方法。该测试装置中,试样承载台设置于水箱中。试样承载台的轴向两侧均设置有轴向膨胀监测系统。控温系统中的发热部件设置于水箱内。轴向声波监测系统中的声波探头设置于试样的轴向两端。本发明实施例的膨胀软岩遇水变形模量衰减测试装置及测试方法可用于对膨胀软岩进行不同水温工况的膨胀应变与声波波速的测试,并建立较为理想的本构模型,利用开挖现场的变形监测数据或声波数据,可以快速的判断膨胀软岩的强度变化情况,可以为洞室围岩稳定性、边坡稳定性以及相关支护措施更为全面、准确、可靠的建议;另外,该装置结构简单、易于产业化、操作方便、高效。
本发明授权一种膨胀软岩遇水变形模量衰减测试装置及测试方法在权利要求书中公布了:1.一种膨胀软岩遇水变形模量衰减测试方法,其特征在于,基于一种膨胀软岩遇水变形模量衰减测试装置,其包括水箱2、控温系统3、轴向膨胀监测系统4、轴向声波监测系统5和试样承载台6; 所述试样承载台6设置于所述水箱2中; 所述试样承载台6的轴向两侧均设置有所述轴向膨胀监测系统4; 所述控温系统3中的发热部件32设置于所述水箱2内; 所述轴向声波监测系统5中的声波探头55设置于试样的轴向两端; 所述控温系统3包括控温台31和与所述控温台31相连接的所述发热部件32; 所述轴向膨胀监测系统4包括电子千分表41、千分表连杆42、立杆43、轴向滑道44、长条板45和圆盘46; 所述电子千分表41设置在所述千分表连杆42上; 所述千分表连杆42可移动地连接在所述立杆43上,并通过第一调节机构连接固定在所述立杆43上; 所述立杆43竖直设置在所述试样承载台6的轴向侧部; 所述轴向滑道44沿所述试样承载台6的轴向设置于所述水箱2中; 所述长条板45的底部可滑动地设置在所述轴向滑道44上;所述长条板45的上部位置高于所述水箱2的顶部; 所述圆盘46通过连接件可移动地连接在所述长条板45上,并通过第二调节机构连接固定在所述长条板45上; 所述试样承载台6包括托板61和热缩管62; 所述托板61呈U型结构,其底部通过支架63固定在所述水箱2底部并位于所述轴向滑道44上方; 所述热缩管62设置在所述托板61上;在所述热缩管62设置有镂空槽621; 其包括如下步骤: 步骤a:制备试样,所述试样数量至少为3个;测量试样的高度h和质量m; 步骤b:将试样中的一个试样进行天然含水率的声波测试,然后放入105-110℃的干燥箱中烘干至恒重,测量该试样干燥后的高度hd和质量md,并计算天然含水率ω;其中,; 步骤c:将热缩管62套在所述步骤b中干燥后的试样上;用热吹风机使热缩管62紧紧的包裹住所述步骤b中干燥后的试样; 步骤d:将经过所述步骤c处理后的干燥后的试样两端涂上凡士林,放在托板61上,将带有固定环54的超声波探头55紧贴在两端涂有凡士林的试样两端,并使得两个所述超声波探头55的中心处于该试样中心轴线上; 步骤e:调节圆盘46高度,使圆盘46中心与试样岩芯轴心重合;并将电子千分表41的指针放置在长条板45上; 步骤f:在水箱2中倒入液体前记录电子千分表41的数值并通过轴向声波监测系统5测量试样的声波数据,通过控温台31设置试验温度; 步骤g:将已加热到试验温度的液体倒入水箱2中并使试样在液面20mm以下的位置,同时开始进行膨胀位移s和声波vp数据的记录,在试样的第一个小时每隔2分钟记录一次,此后每隔10分钟记录一次数据,当测量的前后两次位移数据的变化量小于5%时,认定膨胀趋于稳定并结束测量; 步骤h:绘制时间t与膨胀位移s曲线、时间t与声波vp曲线,并计算波速衰减量△vp以及对应的试样膨胀应变值ε,其中△vp=vpd-vpus,vpd为干燥试样的波速值,vpus为最后一次测得的波速值,,s为膨胀位移量,h为试样高度; 步骤i:将另外两个试样分别进行干燥和饱和状态的变形模量试验,并在抗剪试验前测量干燥和饱和时试样的波速,获得变形模量衰减量△ES和波速衰减量△vps,其中△ES=ESd-ESs,ESd为干燥状态的变形模量,ESs为饱和状态的变形模量,△vps=vpd-vps,vpd为干燥试样的波速值,vps饱和试样的波速值; 步骤k:对不同风化程度的试样重复步骤a~步骤i,对不同风化程度的试样组数大于4组,利用得到的波速衰减量△vp以及对应的试样膨胀应变值ε数据建立波速衰减△vp与膨胀应变值ε曲线并拟合公式△vp=AeBε,其中A、B为实参系数;利用得到的波速衰减量△vps以及对应变形模量衰减量△ES数据建立波速衰减△vps与变形模量衰减量△ES曲线并拟合公式△T=ceD△vps,其中C、D为实参系数; 步骤m:利用步骤k中的两个公式,通过对开挖现场的洞室或边坡的位移监测,推算岩体的变形模量衰减情况。
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