基本信息
- 項目名稱：
- 一種模擬庫水壓力的巖石溶解實驗儀研制
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本試驗儀器的水壓力溶解室可保持水壓力恒定，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)室內(nèi)水壓力的大小以模擬庫水位的升降變化，為開展模擬庫水壓力條件下水——巖作用試驗研究提供了實驗平臺。結(jié)合巖石力學損傷實驗研究，可進一步明確在庫水升降及水壓浸泡條件下巖石力學的損傷特征，為庫水升降長期作用下庫岸防護以及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測預(yù)報提供可靠的實驗數(shù)據(jù)。
- 詳細介紹：
- 蓄水后庫岸巖體水環(huán)境發(fā)生變化，庫岸巖體將長期受到庫水“浸泡——風干”循環(huán)作用，不僅改變了巖石的應(yīng)力狀態(tài)，也改變了巖體的微觀結(jié)構(gòu)特征，引起了一些新的水——巖作用形式。目前，有關(guān)水——巖作用實驗大多都在常壓條件下進行，很少有人考慮庫水位升降條件下的水——巖作用，也沒有一種可模擬在不同升降條件下的水——巖作用機理的實驗平臺。 本試驗儀器的水壓力溶解室可保持水壓力恒定，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)室內(nèi)水壓力的大小以模擬庫水位的升降變化，為開展模擬庫水壓力條件下水——巖作用試驗研究提供了實驗平臺。結(jié)合巖石力學損傷實驗研究，可進一步明確在庫水升降及水壓浸泡條件下巖石力學的損傷特征，為庫水升降長期作用下庫岸防護以及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測預(yù)報提供可靠的實驗數(shù)據(jù)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 1、發(fā)明設(shè)計目的和意義 本試驗儀可模擬蓄水后庫岸巖（土）體所受的水壓力環(huán)境，通過考慮不同水壓力條件下的巖石——水化學作用的浸泡實驗，研究庫水壓力條件下的水——巖作用機理及力學損傷特征。不同水壓力條件下水——巖化學作用機理的變化將直接影響巖體的力學特性，進而影響巖質(zhì)坡體穩(wěn)定性。因此，研究庫岸巖體在庫水壓力條件下的水——巖作用機理，對于研究庫區(qū)巖質(zhì)邊坡長期穩(wěn)定性有重要意義。 2、設(shè)計基本思路 本發(fā)明由水壓力溶解室、動、靜水模擬控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)等組成。其技術(shù)關(guān)鍵為水壓力的傳遞設(shè)計，即壓力控制系統(tǒng)的研制。 3、技術(shù)關(guān)鍵及其指標 水壓力室承壓范圍：0～1.2MPa 手動調(diào)壓閥控制。 水壓力室：為圓柱體，內(nèi)徑36cm，高度50cm，三層擺放試樣，每層容納試樣數(shù)為20個。水壓力容器結(jié)構(gòu)說明：底座和蓋板采用不銹鋼材料，殼體采用有機玻璃管材料，重200kg。底座、蓋板、殼體均需要加固，才能保證耐壓的要求。 動、靜水模擬控制系統(tǒng)：高度20cm，內(nèi)徑20-36cm。采用定時開關(guān)，設(shè)置三檔，1小時開關(guān)一次，2小時開關(guān)一次和3小時開關(guān)一次，每次運行時間10-20分鐘，轉(zhuǎn)速20-60轉(zhuǎn)/分鐘. 總控箱：由壓力控制系統(tǒng)（高精度壓力表）和電源控制系統(tǒng)以及連接管道組成。
科學性、先進性
- 目前，有關(guān)水——巖作用機理的實驗研究大多都在常壓條件下進行，很少有人考慮和研究高水壓及不同水壓力條件下的水——巖作用機理，也沒有一種儀器可模擬在不同壓力條件下的水——巖作用機理的實驗平臺。 本發(fā)明的目的就是為研究不同水壓力條件下的水——巖作用機理及力學特性而開發(fā)一套實驗平臺。該儀器的水壓力溶解室中水壓力可由壓力控制系統(tǒng)進行控制，可模擬庫區(qū)巖體所處不同水壓力環(huán)境，并可根據(jù)需要保持或調(diào)節(jié)水壓力狀態(tài)；設(shè)置動、靜水模擬控制系統(tǒng)，以模擬庫水擾動；設(shè)置取水管道，以便分析離子濃度的變化。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 已獲專利權(quán)批準 批準號 ZL201020114778.2
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利權(quán)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 該發(fā)明制作的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單、易操作、安全可靠的特點，可以模擬在庫水壓力狀態(tài)下巖石的溶解特性；該實驗儀器是為研究大型水庫庫岸再造機理提供了實驗平臺，配合分析水離子濃度及巖體的微觀結(jié)構(gòu)的變化，澄清巖石在庫水壓力條件下的水——巖作用機理；同時還可以模擬巖石在動水壓力狀態(tài)下的崩解過程，配合巖石力學損傷實驗研究，進一步明確在動水壓條件下巖石力學損傷機理，為庫岸防護以及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測預(yù)報提供可靠的實驗數(shù)據(jù)。
同類課題研究水平概述
- 蓄水后庫岸巖體水環(huán)境發(fā)生變化，有些巖體將長期浸泡在水壓力條件下，有些將受到庫水長期“飽水–風干”循環(huán)作用。這些水環(huán)境的變化將加劇原有水巖作用的進程，并引起一些新的水——巖作用形式。水——巖作用不僅能改變巖石的應(yīng)力狀態(tài)，更是一種復(fù)雜的化學作用及應(yīng)力腐蝕過程。庫岸巖體的水化學作用是一個長期復(fù)雜的過程，巖體顆粒結(jié)構(gòu)、膠結(jié)程度、礦物成分及細微裂紋擴展都將改變，直接導致巖體力學性質(zhì)劣化，進而對坡體穩(wěn)定性構(gòu)成嚴重的危害。隨著我國西南高壩大庫的建設(shè)，岸坡巖體在高水位條件下水——巖作用機理尤其值得關(guān)注。庫水壓力條件下的水巖作用機理將直接影響滑坡的演化發(fā)展過程。 水——巖作用主要為以下幾個方面的內(nèi)容：①在不同飽和狀態(tài)、不同Ph、不同溶液條件下不同巖石的宏觀力學參數(shù)，及其隨浸泡時間變化的規(guī)律；②采用水力學、損傷力學及斷裂力學研究巖體在水壓力條件下的力學特性；③巖石受水化學作用的機理研究，主要考慮水溶液Ph值變化、離子濃度變化和巖體微觀顆粒結(jié)構(gòu)的變化。目前，有關(guān)水——巖作用機理的實驗研究大多都在常壓條件下進行，很少有人考慮和研究高水壓及不同水壓力條件下的水——巖作用機理，也沒有一種儀器可模擬在不同壓力條件下的水——巖作用機理的實驗平臺。本發(fā)明的目的就是為研究不同水壓力條件下的水——巖作用機理及力學特性而開發(fā)的一套實驗平臺。 隨著高壩大庫的建設(shè)，庫岸巖體將處于并長期處于水壓環(huán)境下，不同水壓條件下水巖化學作用過程將發(fā)生變化，進而影響巖體的力學特性。水化學作用對巖體的影響是一個長期并復(fù)雜的過程，研究在不同水壓條件下的水——巖化學作用機理及其力學損傷特性對庫岸邊坡的長期穩(wěn)定性有著非常重要的意義。這些研究對三峽庫區(qū)庫岸穩(wěn)定性及其庫岸演化發(fā)展過程，并對其進行有效的進行監(jiān)測、預(yù)警與防治有著重要的意義。
