CN1979118B - 软岩饱水夹持器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种软岩饱水夹持器，由橡皮套、定位固紧件、进出件组成，其中，柱形圆管状橡皮套的两端通透，形成通道，橡皮套的通道内，设有至少一个定位固紧件，定位固紧件的内端外周圆与橡皮套的通道内壁动接触，且密封适配；定位固紧件的外端与进出件动连接；使用时，软岩饱水样品位于橡皮套的通道内，一侧或两侧与定位固紧件的内端紧密连接。本发明结构简单，操作方便，成本低、但效率高。充分提高软岩力学检测中的样品饱水的饱和度，使接近自然状态。

Description

软岩饱水夹持器

技术领域

本发明涉及地质工程技术领域，特别是在软岩饱水的力学检测中，使用的一种软岩饱水夹持器。

背景技术

软岩，是指力学上软弱的一类岩石，其成分富含泥质。在岩石工程中，由于软岩软弱的力学性质，因而成为强度和变形的主要决定因素。软岩饱水后，泥质矿物吸水膨胀，会极大降低岩石的力学性能，确定软岩饱水后的力学性质变化，是岩石工程首要考虑的问题之一。

现有的软岩饱水的方法，是建立在硬岩饱水的基础上，可分为三大类：

第一类：软岩放在水中抽真空，在软岩没有爆裂和坍塌之前把它取出。使用这种饱水方法，常常是水仅进入一部分样品孔隙空间，达不到使样品充满水饱和。

第二类：将软岩放入橡皮套或金属套内，向样品内注入高压水以达至饱和目的，这种方法有三大缺点：(1)工艺复杂；(2)软岩在高压或围压条件下，样品结构会发生变化；(3)在开放对流注水中，有一些样品成分会流失。

第三类：是利用样品本身管状毛细力吸入水或水蒸气进行饱和，这种方法比较接近自然的饱水过程，缺点是饱和需要的时间很长。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种软岩饱水夹持器，其结构简单，操作方便，成本低、但效率高。

本发明的第二目的，是充分提高软岩力学检测中的样品饱水的饱和度，使接近自然状态。饱和度计算中依赖的样品孔隙体积参数，包括样品内部的孔隙空间以及样品表面的凹坑，由于操作上的原因，样品表面凹坑常吸附过多或过少的水，影响饱和度计量精度。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种软岩饱水夹持器，由橡皮套、定位固紧件、进出件组成，其柱形圆管状橡皮套的一端敞口或两端通透，形成通道，橡皮套的通道内，设有至少一个定位固紧件，定位固紧件的内端外周圆与橡皮套的通道内壁动接触，且密封适配；定位固紧件的外端与进出件动连接；

使用时，软岩饱水样品位于橡皮套的通道内，一侧或两侧与定位固紧件的内端紧密连接。

所述的软岩饱水夹持器，其所述定位固紧件，由通道导套、固定环、隔离层组成，其中，固定环的外缘与橡皮套的通道内壁动接触，且密封适配；固定环的内圆上固接有网状隔离层，网状隔离层上布满微孔；固定环的外端，有一个柱形圆管状通道导套，其内腔形成通道，通道导套的内端与固定环、及固定环上的网状隔离层相适配，外端为敞口；通道导套的内端外周缘与橡皮套的通道内壁动接触，且密封适配；通道导套的内端直径大于外端直径，外端伸出橡皮套，使外端部分形成颈部，在颈部的外周壁面上设有连接件；连接件与进出件动连接。

所述的软岩饱水夹持器，其所述连接件，为通道导套外端颈部的阳螺纹；进出件，为一进出导套螺母；通道导套的外端颈部上，套一进出导套螺母，颈部的阳螺纹与进出导套螺母内圆壁上的阴螺纹相适配，且动接触。

用本发明的软岩饱水夹持器进行软岩饱水，与以往软岩饱水方法的区别是：

软岩饱水夹持器利用真空下水在样品端面网状隔离层上所形成的张力、以及橡皮套对样品的弹性约束，解决了软岩样品在饱水过程中，爆裂，坍塌所造成的样品不完整性，以及饱和度不充分的问题，达到了对软岩样品的完全水饱和和确保样品的完整性的目的。

附图说明

图1是本发明软岩饱水夹持器的结构示意图。

具体实施方式

本发明软岩饱水夹持器的结构，如图1所示，是由橡皮套2、通道导套3、固定环4、隔离层5、进出导套螺母6组成，其中，柱形圆管状橡皮套2的两端通透，形成通道，橡皮套2的通道内，设有两个固定环4，固定环4的外缘与橡皮套2的通道内壁动接触，且密封适配。固定环4的内圆上固接有网状隔离层5，网状隔离层5上布满微孔，空气可以穿过，但由于张力的作用，水无法穿透。两个固定环4的外端，各有一个柱形圆管状通道导套3，其内腔形成通道，通道导套3的内端与固定环4、及固定环4上的网状隔离层5相适配，外端为敞口；通道导套3的内端外周缘与橡皮套2的通道内壁动接触，且密封适配；通道导套3的内端直径大于外端直径，外端伸出橡皮套，使外端部分形成颈部，在颈部的外周壁面上设有阳螺纹；两通道导套3的外端颈部上，各套一进出导套螺母6，颈部的阳螺纹与进出导套螺母6内圆壁上的阴螺纹相适配，且动接触。

本发明软岩饱水夹持器的使用步骤是：

1、首先把样品1放入橡皮套2的通道内。

2、将两套通道导套3、固定环4和网状隔离层5组成两个固定的整体零件。把网状隔离层5放在通道导套3内端的底面，覆盖于内端的通道口，然后用固定环4把网状隔离层5固定在通道导套3内端面上。

3、再把两个整体零件上，有网状隔离层5的一端，从橡皮套2两端的通孔口放入橡皮套2的通道内，加力，使与样品1表面紧密结合。

4、把两个进出导套螺母6分别拧在两个通道导套3颈部的螺纹上，这样整个软岩饱水夹持器组装完成，把它放入密封的水槽中进行真空饱水，当样品1饱和后，旋转两个导套螺母6，把两端的整体零件拧出，留下样品1在橡皮套2内，再装入设备中进行试验研究。

本发明利用橡皮套2的弹性使橡胶和样品1表侧面面紧贴，这样充填在样品表侧面凹坑的水就比较接近了自然状态，这样状态下的饱和水体积的计量就接近了自然状态，因而可提高计量饱和度的精度。

本发明充分利用了网状隔离层5上水的张力作用。在常压(标准大气压情况)下，由于网状隔离层5上是微孔，空气可以穿过，但由于张力的作用下水无法穿透。把软岩饱水夹持器放在抽真空的条件下，由于样品1内空气的抽出，样品1内外形成压差，但压差超过网状隔离层5上水的张力时，水就可以进入样品1内部，填充空气抽走所成的空缺，这个过程延续到样品1内外压力平衡为止。

本发明是保持样品1的完整性。在水饱和过程中，由于橡皮套2和网状隔离层5的约束，确保了样品1不向外扩张，没有爆裂和坍塌现象发生，保证了样品1的结构和外在尺寸不变。

用本发明软岩饱水夹持器，使样品水饱和完成后，利用进出导套螺母6，取出网状隔离层5，保留完全水饱和的样品1和橡皮套2，用于其他实验测试。操作过程是，向内旋转进出导套螺母6，直到接触橡皮套2，接着让橡皮套2作为的支点，继续旋转进出导套螺母6，从而导致通道导套3沿橡皮套2的通道内壁向外运动，即向进出导套螺母6的反方向运动，使网状隔离层5垂直平行地脱离样品1，确保样品1的端面完整。

根据上述说明，业内技术人员所做任何数量的变更都应落在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种软岩饱水夹持器，由橡皮套、定位固紧件、进出件组成，其特征在于，所述橡皮套为柱形圆管状，所述橡皮套的两端通透，形成通道，所述橡皮套的通道内，设有至少一个所述定位固紧件，所述定位固紧件的内端外周缘与所述橡皮套的通道内壁动接触，且密封适配；所述定位固紧件的外端与所述进出件动连接；

所述定位固紧件，由通道导套、固定环、隔离层组成，其中，所述固定环的外缘与所述橡皮套的通道内壁动接触，且密封适配；所述固定环的内圆上固接有所述隔离层，所述隔离层为网状隔离层，所述网状隔离层上布满微孔；所述固定环的外端有所述通道导套，所述通道导套为柱形圆管状，所述通道导套内腔形成通道，所述通道导套的内端与所述固定环、及所述固定环上的所述网状隔离层相适配，外端为敞口；所述通道导套的内端外周缘与所述橡皮套的通道内壁动接触，且密封适配；所述通道导套的内端直径大于外端直径，外端伸出所述橡皮套，使外端部分形成颈部，在颈部的外周壁面上设有连接部；所述连接部与所述进出件动连接；

使用时，把所述软岩饱水夹持器放在抽真空的条件下，所述软岩饱水夹持器利用真空下水在样品端面网状隔离层的张力、以及橡皮套对样品的弹性约束，解决了所述样品在饱水过程中，爆裂，坍塌所造成的样品不完整性，以及饱和度不充分的问题，达到了对软岩样品的完全水饱和和确保样品的完整性的目的；由于网状隔离层上是微孔，空气可以穿过，但由于张力的作用下水无法穿透，样品内空气抽出，样品内外形成压差，当压差超过网状隔离层上水的张力时，水可以进入样品内部，填充空气抽走所成的空缺；软岩饱水样品位于橡皮套的通道内，一侧或两侧与定位固紧件的内端紧密连接。

2.如权利要求1所述的软岩饱水夹持器，其特征在于，所述连接部为所述通道导套外端颈部的阳螺纹；所述进出件，为一进出导套螺母；所述通道导套的外端颈部上，套所述进出导套螺母，颈部的阳螺纹与进出导套螺母内圆壁上的阴螺纹相适配，且动接触。