专利摘要

本发明公开一种岩石损伤原位测量装置，包括可伸缩支架，所述可伸缩支架上设有装滴定液的滴定瓶，所述滴定瓶通过软管与吸盘本体的进水端连接，所述吸盘本体内设有吸水填充材料，所述吸盘本体进水端或软管上设有阀门；另外本发明还公开与之相应的测量方法，其能够简单、高效地对岩样进行原位测试并区分出岩石不同部位的损伤程度。

权利要求

1.一种岩石损伤原位测量装置，包括可伸缩支架（1），其特征在于：所述可伸缩支架（1）上设有装滴定液的滴定瓶（2），所述滴定瓶（2）通过软管（3）与吸盘本体（4）的进水端连接，所述吸盘本体（4）内设有吸水填充材料（5），所述吸盘本体（4）进水端或软管（3）上设有阀门（6）；所述吸水填充材料（5）为吸水海绵或棉花材料；所述吸盘本体（4）为锥形空腔或喇叭形空腔结构。

2.根据权利要求1所述的一种岩石损伤原位测量装置，其特征在于：所述吸盘本体（4）进水端设有接管（4.1），所述软管（3）与接管（4.1）连接。

3.根据权利要求1所述的一种岩石损伤原位测量装置，其特征在于：所述滴定瓶（2）表面设有液位刻度线或体积刻度线。

4.根据权利要求1所述的一种岩石损伤原位测量装置，其特征在于：所述可伸缩支架（1）上还设有电子秤（7），所述滴定瓶（2）设于电子秤（7）上。

5.根据权利要求1所述的一种岩石损伤原位测量装置，其特征在于：所述吸盘本体（4）出口处还设有纱布层（8），所述纱布层（8）将吸水填充材料（5）限位于吸盘本体（4）内。

6.一种岩石损伤原位测量装置的测量方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤1）：根据滴定岩样的尺寸，选择吸盘本体（4），吸盘本体（4）内设置吸水填充材料（5），组装吸盘本体（4）、软管（3）和滴定瓶（2），并将滴定瓶（2）置于可伸缩支架（1）上；

步骤2）：关闭阀门（6），向滴定瓶（2）内注入滴定液；

步骤3）：将吸盘本体（4）固定在被测岩样表面，待固定稳定后，调节可伸缩支架（1）高度，使得软管（3）进水端和出水端的高度一致；

步骤4）：打开阀门（6）并开始计时，记录滴定瓶（2）上面的刻度，由于岩样产生的多孔介质自发渗吸力，滴定液沿软管（3）流经吸水填充材料（5），经吸水填充材料（5）的分流作用，使滴定液对岩样进行滴定；

步骤5）：滴定完成后，关闭阀门（6），计时结束，记录滴定瓶（2）内滴定液的变化值，计算滴定速率，通过滴定速率测量岩石损伤程度。

7.根据权利要求6所述的一种岩石损伤原位测量装置的测量方法，其特征在于：所述滴定瓶（2）上设有液位刻度线或体积刻度线，所述步骤5）中，滴定完成后，关闭阀门（6），计时结束，记录滴定瓶（2）内滴定液的液位差或体积差，计算滴定速率，通过滴定速率测量岩石损伤程度。

8.根据权利要求6所述的一种岩石损伤原位测量装置的测量方法，其特征在于：所述步骤1）中，将滴定瓶（2）置于与可伸缩支架（1）顶部连接的电子秤（7）上；所述步骤5）中，滴定完成后，关闭阀门（6），计时结束，通过电子秤（7）记录滴定瓶（2）内滴定液的重量差，计算滴定速率，通过滴定速率测量岩石损伤程度。

说明书

技术领域

本发明涉及岩石损伤测量技术领域，具体地指一种岩石损伤原位测量装置及测量方法。

背景技术

岩石的许多性质如强度、吸水性、抗惨性、抗冻性、导热性、吸声性等都与岩石构造的疏密程度有很大关系，除决定于孔隙率的大小以外，还与孔隙的构造特征（包括孔隙、是否连通、分布情况）密切相关。

现阶段对岩样的无损检测主要采用超声波检测，声发射等方式，但是这类手段均只能在室内实验室进行测量，且设备复杂，并不能简单直观的反映出岩样的空隙率差异，对岩样孔隙率测量手段，多是通过破坏性试验来测定岩样部位的孔隙率，以此来推断岩样整体的孔隙率。但是岩石作为一种离散型较大的物质，该方式并不精确，甚至可能出现很大差异，通过普通单根毛细管滴定，同一岩石不同部位的浸润速率差异极大，岩石本身孔隙结构并不均一，因此浸润速率存在较大的离散型。由此可知，普通单根毛细管滴定的浸润速率反映的是局部微小区域的损伤程度，对于不均匀孔隙结构，需要进行多点测试，这无疑增加了工作人员的工作量。因此如何更加简单、高效地进行岩样现场原位无损伤测量岩石损伤程度，是当前有必要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种岩石损伤原位测量装置及测量方法，以简单、高效地对岩样进行原位测试并区分出岩石不同部位的损伤程度。

本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种岩石损伤原位测量装置，包括可伸缩支架，所述可伸缩支架上设有装滴定液的滴定瓶，所述滴定瓶通过软管与吸盘本体的进水端连接，所述吸盘本体内设有吸水填充材料，所述吸盘本体进水端或软管上设有阀门。

优选地，所述吸盘本体为锥形空腔或喇叭形空腔结构。

优选地，所述吸水填充材料为吸水海绵或棉花材料。

优选地，所述吸盘本体进水端设有接管，所述软管与接管连接。

优选地，所述滴定瓶表面设有液位刻度线或体积刻度线。

优选地，所述可伸缩支架上还设有电子秤，所述滴定瓶设于电子秤上。

优选地，所述吸盘本体出口处还设有纱布层，所述纱布层将吸水填充材料限位于吸盘本体内。

另外，本发明还提供一种岩石损伤原位测量装置的测量方法，它包括以下步骤：

步骤1）：根据滴定岩样的尺寸，选择吸盘本体，吸盘本体内设置吸水填充材料，组装吸盘本体、软管和滴定瓶，并将滴定瓶置于可伸缩支架上；

步骤2）：关闭阀门，向滴定瓶内注入滴定液；

步骤3）：将吸盘本体固定在被测岩样表面，待固定稳定后，调节可伸缩支架高度，使得软管进水端和出水端的高度一致；

步骤4）：打开阀门并开始计时，记录滴定瓶上面的刻度，由于岩样产生的多孔介质自发渗吸力，滴定液沿软管流经吸水填充材料，经吸水填充材料的分流作用，使滴定液对岩样进行滴定；

步骤5）：滴定完成后，关闭阀门，计时结束，记录滴定瓶内滴定液的变化值，计算滴定速率，通过滴定速率测量岩石损伤程度。

优选地，所述滴定瓶上设有液位刻度线或体积刻度线，所述步骤5）中，滴定完成后，关闭阀门，计时结束，记录滴定瓶内滴定液的液位差或体积差，计算滴定速率，通过滴定速率测量岩石损伤程度。

优选地，所述步骤1）中，将滴定瓶置于与可伸缩支架顶部连接的电子秤上；所述步骤5）中，滴定完成后，关闭阀门，计时结束，通过电子秤记录滴定瓶内滴定液的重量差，计算滴定速率，通过滴定速率测量岩石损伤程度。

本发明的有益效果如下：

1、本岩石损伤原位测量装置结构简单，成本低廉，且操作方便、高效。

2、与一般滴定方法相比，该装置中吸盘本体与岩样表面的接触可以扩大滴定面积，较大程度上反映了一定面积范围内岩体的孔隙度，减小了一般滴定由于随机性带来的不确定误差，也减少了岩石孔隙结构不均一所带来的测量误差。

3、以前的滴定方法是通过单根毛细管滴定来实现的，其浸润速率反映的是局部微小区域的损伤程度，对于不均匀孔隙结构，需要进行多点测试，这无疑增加了工作人员的工作量，而本发明装置扩大了滴定面积，形成一种类似面状滴定的方案，大大减少了工作人员的工作量。

4、滴定瓶相较于单根毛细管，有足够的滴定液可进行长时间滴定，且能通过滴定瓶内滴定液的液位差或体积差或电子秤重量变化来快速准确的确定滴定液的消耗量。

5、本岩石损伤原位测量装置将工程中较难测量的岩石损伤程度转换成滴定瓶中滴定液的消耗量，可以直接通过比较滴定瓶中滴定液在相同时间段的消耗量来区分岩石的不同损伤程度。

6、本发明装置的吸盘本体可拆卸，可置换不同口径的吸盘本体，从而测量不同区域的试验岩样损伤。

7、吸盘本体可直接吸附于岩壁上，可用于非水平向的岩壁上进行滴定测试，扩大了该装置适用范围。

8、本岩石损伤原位测量装置是一种易破坏的自平衡装置，对于不同程度损伤的岩样，该装置能够很好地反映这种差异性。

9、本岩石损伤原位测量装置可用于现场大型岩土工程中岩土体的原位损伤分析，并且可用于不同应力状态的测试，对岩土体的受压和受拉区域进行划分和定量分析。

附图说明

图1 为一种岩石损伤原位测量装置的结构示意图；

图2为图1中吸盘本体及其吸水填充材料的连接结构示意图；

图中，可伸缩支架1、滴定瓶2、软管3、吸盘本体4、接管4.1、吸水填充材料5、阀门6、电子秤7、纱布层8、岩样9。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

如图1和2所示，一种岩石损伤原位测量装置，包括可伸缩支架1，所述可伸缩支架1上设有装滴定液的滴定瓶2，所述滴定瓶2通过软管3与吸盘本体4的进水端连接，所述吸盘本体4内设有吸水填充材料5，所述吸盘本体4进水端或软管3上设有阀门6。

优选地，所述吸盘本体4为锥形空腔或喇叭形空腔结构。这种结构能够有效扩大滴定面积，从而更加有效地对被测岩样进行面状滴定。

优选地，所述吸水填充材料5为吸水海绵或棉花材料。这样能够通过吸水海绵或棉花材料蓄积水，然后可对被测岩样进行面状滴定。

优选地，所述吸盘本体4进水端设有接管4.1，所述软管3与接管4.1连接。

优选地，所述滴定瓶2表面设有液位刻度线或体积刻度线。这样便可以通过液位刻度线或体积刻度线记录滴定瓶2内滴定液的液位差或体积差，从而计算出滴定速率。

优选地，所述可伸缩支架1上还设有电子秤7，所述滴定瓶2设于电子秤7上。这样便可以通过电子秤7记录滴定瓶2内滴定液的重量差，从而计算出滴定速率。

优选地，所述吸盘本体4出口处还设有纱布层8，所述纱布层8将吸水填充材料5限位于吸盘本体4内。纱布层8一方面可以将吸水填充材料5进行限位，另一方面，纱布层8设置在吸盘本体4出口处可以使得滴定液从其纱布小孔流过时进一步分流，从而更好地对被测岩样进行面状滴定。

另外，本实施例还提供一种岩石损伤原位测量装置的测量方法，它包括以下步骤：

步骤1）：如图1所示，根据岩样9的尺寸，选择吸盘本体4，吸盘本体4内设置吸水填充材料5，组装吸盘本体4、软管3和滴定瓶2，并将滴定瓶2置于可伸缩支架1上；在本实施例中，可伸缩支架1包括设于地面的伸缩杆和位于伸缩杆顶部的支撑板，滴定瓶2或电子秤7可以放置到支撑板上，另外伸缩杆可以为一种电动伸缩杆或者手动伸缩杆，如果是手动伸缩杆，可以通过顶紧螺母来控制伸缩长度。

步骤2）：关闭阀门6，向滴定瓶2内注入滴定液；

步骤3）：将吸盘本体4固定在被测岩样表面，待固定稳定后，调节可伸缩支架1高度，使得软管3进水端和出水端的高度一致；在本实施例中，将软管3进水端和出水端的高度调一致后，其压力差基本为0，打开阀门6，滴定液不会发生虹吸现象，从而避免由于压力差产生的虹吸现象对岩样滴定实验产生影响，确保后续实验中滴定液流入到岩样表面，只是因为岩样自身产生的多孔介质自发渗吸力的影响。

步骤4）：打开阀门6并开始计时，记录滴定瓶2上面的刻度，由于岩样产生的多孔介质自发渗吸力，滴定液沿软管3流经吸水填充材料5，经吸水填充材料5的分流作用，使滴定液对岩样进行滴定；

步骤5）：滴定完成后，关闭阀门6，计时结束，记录滴定瓶2内滴定液的变化值，计算滴定速率，通过滴定速率测量岩石损伤程度。

优选地，所述滴定瓶2上设有液位刻度线或体积刻度线，所述步骤5）中，滴定完成后，关闭阀门6，计时结束，记录滴定瓶2内滴定液的液位差或体积差，计算滴定速率，通过滴定速率测量岩石损伤程度。

优选地，所述步骤1）中，将滴定瓶2置于与可伸缩支架1顶部连接的电子秤7上；所述步骤5）中，滴定完成后，关闭阀门6，计时结束，通过电子秤7记录滴定瓶2内滴定液的重量差，计算滴定速率，通过滴定速率测量岩石损伤程度。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

一种岩石损伤原位测量装置及测量方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。