專利名稱：一種軟巖崩解自動(dòng)篩分儀及其試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軟巖崩解試驗(yàn)的高效的自動(dòng)崩解篩分儀，特別是涉及一種用于公路、鐵路等領(lǐng)域軟巖遇水崩解的崩解儀。尤其是針對(duì)降雨條件下炭質(zhì)軟巖邊坡表層遇水崩解、炭質(zhì)軟巖地區(qū)公路路基填料遇水崩解的軟巖崩解試驗(yàn)的高效自動(dòng)篩分崩解儀，可有效真實(shí)的反映軟巖崩解后顆粒級(jí)配的分布情況，為進(jìn)行后續(xù)物理力學(xué)實(shí)驗(yàn)提供依據(jù)。本發(fā)明還涉及該軟巖崩解自動(dòng)篩分儀的試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
軟巖崩解是指軟巖遇水后發(fā)生一系列的物理、化學(xué)變化，使軟巖由整體變成不同粒徑大小的一種現(xiàn)象。 越來(lái)越多的高速公路、鐵路建設(shè)過(guò)程中將不可避免的穿過(guò)軟巖含量豐富的地區(qū)，利用軟巖作為路基的填筑材料是不可避免的。由于軟巖遇水崩解的特性，經(jīng)常導(dǎo)致以下問(wèn)題用軟巖填筑的路基遇水可使路基的整體穩(wěn)定性降低，甚至出現(xiàn)路面沉降、坍塌的現(xiàn)象。軟巖邊坡遇水也會(huì)導(dǎo)致邊坡整體穩(wěn)定性降低，出現(xiàn)滑坡等的現(xiàn)象。所以，研究軟巖的崩解特性對(duì)今后軟巖地區(qū)的交通建設(shè)有著重大的意義。現(xiàn)有傳統(tǒng)軟巖崩解試驗(yàn)的試驗(yàn)方法是先把炭質(zhì)軟巖進(jìn)行單獨(dú)崩解，然后進(jìn)行篩分，篩分完之后又將炭質(zhì)軟巖重新混合在一起進(jìn)行崩解，崩解一段時(shí)間后再篩分。這樣將每次篩分的結(jié)果進(jìn)行比較，如果顆粒級(jí)別在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)變化很小，說(shuō)明崩解基本停止。以上試驗(yàn)的缺點(diǎn)主要在于將崩解過(guò)程和篩分過(guò)程分開(kāi)進(jìn)行，會(huì)使試驗(yàn)過(guò)程變得復(fù)雜，此外，還在于對(duì)崩解基本停止的時(shí)間無(wú)法做出及時(shí)的判斷，會(huì)延長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)間，還在于篩分進(jìn)行的次數(shù)越多，會(huì)使試樣的質(zhì)量損失也越大，從而會(huì)影響試驗(yàn)的精度。因此，設(shè)計(jì)一種即高效又精確的炭質(zhì)軟巖崩解、篩分實(shí)驗(yàn)儀器來(lái)替代傳統(tǒng)的篩分實(shí)驗(yàn)是非常有必要的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種崩解過(guò)程和篩分過(guò)程同時(shí)進(jìn)行且高效、精確及便于觀察的軟巖崩解自動(dòng)篩分儀。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供該軟巖崩解自動(dòng)篩分儀的試驗(yàn)方法。為了解決上述第一技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的軟巖崩解自動(dòng)篩分儀，在振動(dòng)臺(tái)上設(shè)有透明外筒，在所述的透明外筒的高處設(shè)有進(jìn)水管，在所述的透明外筒的低處設(shè)有出水管，所述的透明外筒內(nèi)從上往下依次放置有多個(gè)透明內(nèi)筒，每個(gè)所述的透明內(nèi)筒的底部均設(shè)有篩分孔，多個(gè)所述的透明內(nèi)筒的篩分孔的孔徑根據(jù)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)篩孔尺寸由上至下依次減小設(shè)置。多個(gè)所述的透明內(nèi)筒的內(nèi)徑由上至下依次增大，每個(gè)所述的透明內(nèi)筒內(nèi)設(shè)有內(nèi)筒托，前一級(jí)內(nèi)徑較小的所述的透明內(nèi)筒能放入內(nèi)徑較大的后一級(jí)所述的透明內(nèi)筒內(nèi)并由所述的內(nèi)筒托支撐。
多個(gè)所述的透明內(nèi)筒的上端部與所述的透明外筒的上端部齊平，且在多個(gè)所述的透明內(nèi)筒的上端部處設(shè)有處于所述的透明內(nèi)筒和所述的透明外筒之間的可調(diào)節(jié)固定片。所述的透明內(nèi)筒的所述的篩分孔由上往下依次為60mm、20mm、5mm、1mm、O. 25mm和 0.075mm。所述的振動(dòng)臺(tái)為可調(diào)頻率振動(dòng)臺(tái)。采用上述技術(shù)方案的軟巖崩解自動(dòng)篩分儀，通過(guò)利用進(jìn)水管和出水管來(lái)控制筒內(nèi)的水位，使炭質(zhì)軟巖在崩解過(guò)程中一直處于浸水狀態(tài)，同時(shí)開(kāi)啟可調(diào)頻率振動(dòng)臺(tái)使整個(gè)裝置處于振動(dòng)狀態(tài)，從而達(dá)到崩解與篩分兩個(gè)過(guò)程同時(shí)進(jìn)行的效果。該裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，安裝使用方便，可以較大幅度的提高炭質(zhì)軟巖崩解實(shí)驗(yàn)的效率和實(shí)驗(yàn)精度。為了解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的軟巖崩解自動(dòng)篩分儀的試驗(yàn)方法， 試驗(yàn)步驟如下(I)、選取直徑為80 120mm的具有遇水崩解特性的塊狀原狀軟巖，稱取初值質(zhì)量后，放入最上層的內(nèi)筒內(nèi)；(2)、開(kāi)啟進(jìn)水管開(kāi)關(guān)，使儀器內(nèi)的水漫過(guò)最上層內(nèi)筒里的軟巖試樣；(3)、通過(guò)透明的內(nèi)外筒觀察其崩解過(guò)程，此時(shí)遇水崩解后的較小顆粒將由上層內(nèi)筒的篩分孔進(jìn)入下層各內(nèi)筒；如觀察到軟巖顆粒堵塞篩孔則開(kāi)啟振動(dòng)臺(tái)，使其順利通過(guò)各內(nèi)筒篩分孔；(4)、當(dāng)觀察到各內(nèi)筒軟巖體積無(wú)明顯變化時(shí)，關(guān)閉振動(dòng)臺(tái)，同時(shí)開(kāi)啟出水管，使儀器內(nèi)的水排出，然后取下各內(nèi)筒放置在干燥通風(fēng)處，待內(nèi)筒內(nèi)軟巖崩解產(chǎn)物完全風(fēng)干后，利用電子稱稱量其各內(nèi)筒內(nèi)崩解軟巖的質(zhì)量，并繪制級(jí)配分布曲線。本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于軟巖崩解自動(dòng)篩分儀巧妙地將軟巖崩解試驗(yàn)中的崩解和篩分兩個(gè)過(guò)程結(jié)合在一起，大大的節(jié)約了崩解試驗(yàn)的時(shí)間。而試驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程沒(méi)有出現(xiàn)質(zhì)量的損失，提高了試驗(yàn)結(jié)果的精確度。用透明的有機(jī)玻璃做外筒，方便觀察試驗(yàn)進(jìn)程。綜上所述，發(fā)明是一種崩解過(guò)程和篩分過(guò)程同時(shí)進(jìn)行且高效、直觀、操作性強(qiáng)及誤差較小的的軟巖崩解自動(dòng)篩分儀及其試驗(yàn)方法。
圖I是本發(fā)明內(nèi)筒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明可調(diào)節(jié)固定片示意圖。圖3是本發(fā)明橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明縱斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說(shuō)明一種新型實(shí)用炭質(zhì)軟巖崩解自動(dòng)篩分儀的具體實(shí)施方式
。如圖I、圖2、圖3和圖4所示，在可調(diào)頻率振動(dòng)臺(tái)9上設(shè)有透明外筒7，在透明外筒7的高處設(shè)有進(jìn)水管10，在透明外筒7的低處設(shè)有出水管8，透明外筒7內(nèi)從上往下依次放置有第一透明內(nèi)筒I、第二透明內(nèi)筒2、第三透明內(nèi)筒3、第四透明內(nèi)筒4、第五透明內(nèi)筒5和第六透明內(nèi)筒6，第一透明內(nèi)筒I、第二透明內(nèi)筒2、第三透明內(nèi)筒3、第四透明內(nèi)筒4、第五透明內(nèi)筒5和第六透明內(nèi)筒6內(nèi)均設(shè)有內(nèi)筒托11，第一透明內(nèi)筒I、第二透明內(nèi)筒2、第三透明內(nèi)筒3、第四透明內(nèi)筒4、第五透明內(nèi)筒5和第六透明內(nèi)筒6的內(nèi)徑由上至下依次增大，前一級(jí)內(nèi)徑較小的第一透明內(nèi)筒I能放入內(nèi)徑較大的后一級(jí)的第二透明內(nèi)筒2內(nèi)，前一級(jí)內(nèi)徑較小的第二透明內(nèi)筒2能放入內(nèi)徑較大的后一級(jí)的第三透明內(nèi)筒3內(nèi)，前一級(jí)內(nèi)徑較小的第三透明內(nèi)筒3能放入內(nèi)徑較大的后一級(jí)的第四透明內(nèi)筒4內(nèi)，前一級(jí)內(nèi)徑較小的第四透明內(nèi)筒4能放入內(nèi)徑較大的后一級(jí)的第五透明內(nèi)筒5內(nèi)，前一級(jí)內(nèi)徑較小的第五透明內(nèi)筒5能放入內(nèi)徑較大的后一級(jí)的第六透明內(nèi)筒6內(nèi)，并由內(nèi)筒托11支撐，第一透明內(nèi)筒I、第二透明內(nèi)筒2、第三透明內(nèi)筒3、第四透明內(nèi)筒4、第五透明內(nèi)筒5和第六透明內(nèi)筒6的上端部與透明外筒7的上端部齊平，在第一透 明內(nèi)筒I、第二透明內(nèi)筒2、第三透明內(nèi)筒3、第四透明內(nèi)筒4、第五透明內(nèi)筒5、第六透明內(nèi)筒6和透明外筒7的上端部處設(shè)有處于第一透明內(nèi)筒I、第二透明內(nèi)筒2、第三透明內(nèi)筒3、第四透明內(nèi)筒4、第五透明內(nèi)筒5、第六透明內(nèi)筒6和透明外筒7之間的可調(diào)節(jié)固定片12，第一透明內(nèi)筒I、第二透明內(nèi)筒2、第三透明內(nèi)筒3、第四透明內(nèi)筒4、第五透明內(nèi)筒5和第六透明內(nèi)筒6的底部均設(shè)有篩分孔13，第一透明內(nèi)筒I、第二透明內(nèi)筒2、第三透明內(nèi)筒3、第四透明內(nèi)筒4、第五透明內(nèi)筒5和第六透明內(nèi)筒6的篩分孔13的孔徑根據(jù)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)篩孔尺寸由上至下依次減小設(shè)置，第一透明內(nèi)筒I、第二透明內(nèi)筒2、第三透明內(nèi)筒3、第四透明內(nèi)筒4、第五透明內(nèi)筒5和第六透明內(nèi)筒6的篩分孔13 由上往下依次為60mm、20mm、5mm、1mm、O. 25mm 和 0. 075mm。如圖2所示，可調(diào)節(jié)固定片12用于放置在本發(fā)明自動(dòng)篩分儀上端，用于固定透明外筒7和第一透明內(nèi)筒I、第二透明內(nèi)筒2、第三透明內(nèi)筒3、第四透明內(nèi)筒4、第五透明內(nèi)筒5和第六透明內(nèi)筒6，避免振動(dòng)時(shí)相鄰?fù)查g產(chǎn)生碰撞。實(shí)驗(yàn)時(shí)將軟巖試樣放置于最上層的第一透明內(nèi)筒I上，并通過(guò)進(jìn)水管10往內(nèi)部注水，直至水淹沒(méi)炭質(zhì)軟巖試樣。崩解一段時(shí)間后，開(kāi)啟可調(diào)頻率振動(dòng)臺(tái)9，此時(shí)篩分和崩解即可同時(shí)進(jìn)行。如圖3和圖4所示，內(nèi)筒的數(shù)量與底部的篩分孔的尺寸均與實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)篩一致。軟巖崩解自動(dòng)篩分儀的試驗(yàn)方法，試驗(yàn)步驟如下(I)、選取直徑為80 120_的具有遇水崩解特性的塊狀原狀軟巖，稱取初值質(zhì)量后，放入最上層的第一透明內(nèi)筒I內(nèi)；(2)、開(kāi)啟進(jìn)水管10的開(kāi)關(guān)，使透明外筒7內(nèi)的水漫過(guò)最上層的第一透明內(nèi)筒I里的軟巖試樣；(3)、通過(guò)透明的內(nèi)外筒觀察其崩解過(guò)程，此時(shí)遇水崩解后的較小顆粒將由上層內(nèi)筒的篩分孔13進(jìn)入下層各內(nèi)筒；如觀察到軟巖顆粒堵塞篩孔則開(kāi)啟可調(diào)頻率振動(dòng)臺(tái)9，使其順利通過(guò)各內(nèi)筒的篩分孔13 ；(4)、當(dāng)觀察到各內(nèi)筒軟巖體積無(wú)明顯變化時(shí)，關(guān)閉可調(diào)頻率振動(dòng)臺(tái)9，同時(shí)開(kāi)啟出水管8，使透明外筒7內(nèi)的水排出，然后取下各內(nèi)筒放置在干燥通風(fēng)處，待內(nèi)筒內(nèi)軟巖崩解產(chǎn)物完全風(fēng)干后，利用電子稱稱量其各內(nèi)筒內(nèi)崩解軟巖的質(zhì)量，并繪制級(jí)配分布曲線。
權(quán)利要求
1.一種軟巖崩解自動(dòng)篩分儀，其特征是在振動(dòng)臺(tái)上設(shè)有透明外筒(7)，在所述的透明外筒(7)的高處設(shè)有進(jìn)水管(10)，在所述的透明外筒(7)的低處設(shè)有出水管(8)，所述的透明外筒(7)內(nèi)從上往下依次放置有多個(gè)透明內(nèi)筒(1、2、3、4、5、6)，每個(gè)所述的透明內(nèi)筒(1、2、3、4、5、6)的底部均設(shè)有篩分孔(13)，多個(gè)所述的透明內(nèi)筒(1、2、3、4、5、6)的篩分孔(13)的孔徑根據(jù)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)篩孔尺寸由上至下依次減小設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟巖崩解自動(dòng)篩分儀，其特征是多個(gè)所述的透明內(nèi)筒(1、2、3、4、5、6)的內(nèi)徑由上至下依次增大，每個(gè)所述的透明內(nèi)筒(1、2、3、4、5、6)內(nèi)設(shè)有內(nèi)筒托(11)，前一級(jí)內(nèi)徑較小的所述的透明內(nèi)筒(1、2、3、4、5)能放入內(nèi)徑較大的后一級(jí)所述的透明內(nèi)筒(2、3、4、5、6)內(nèi)并由所述的內(nèi)筒托(11)支撐。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軟巖崩解自動(dòng)篩分儀，其特征是多個(gè)所述的透明內(nèi)筒(1、2、3、4、5、6)的上端部與所述的透明外筒(7)的上端部齊平，且在多個(gè)所述的透明內(nèi)筒(1、2、3、4、5、6)的上端部處設(shè)有處于所述的透明內(nèi)筒(1、2、3、4、5、6)和所述的透明外筒(7)之間的可調(diào)節(jié)固定片(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的軟巖崩解自動(dòng)篩分儀，其特征是所述的透明內(nèi)筒(1、2、3、4、5、6)的所述的篩分孔(13)由上往下依次為60mm、.20mm、5mm、lmm、0. 25mm和0. 075_。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的軟巖崩解自動(dòng)篩分儀，其特征是所述的振動(dòng)臺(tái)為可調(diào)頻率振動(dòng)臺(tái)(9)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟巖崩解自動(dòng)篩分儀的試驗(yàn)方法，其特征在于試驗(yàn)步驟如下 (1)、選取直徑為80 120mm的具有遇水崩解特性的塊狀原狀軟巖，稱取初值質(zhì)量后，放入最上層的內(nèi)筒內(nèi)； (2)、開(kāi)啟進(jìn)水管開(kāi)關(guān)，使儀器內(nèi)的水漫過(guò)最上層內(nèi)筒里的軟巖試樣； (3)、通過(guò)透明的內(nèi)外筒觀察其崩解過(guò)程，此時(shí)遇水崩解后的較小顆粒將由上層內(nèi)筒的篩分孔進(jìn)入下層各內(nèi)筒；如觀察到軟巖顆粒堵塞篩孔則開(kāi)啟振動(dòng)臺(tái)，使其順利通過(guò)各內(nèi)筒篩分孔； (4)、當(dāng)觀察到各內(nèi)筒軟巖體積無(wú)明顯變化時(shí)，關(guān)閉振動(dòng)臺(tái)，同時(shí)開(kāi)啟出水管，使儀器內(nèi)的水排出，然后取下各內(nèi)筒放置在干燥通風(fēng)處，待內(nèi)筒內(nèi)軟巖崩解產(chǎn)物完全風(fēng)干后，稱量其各內(nèi)筒內(nèi)崩解軟巖的質(zhì)量，并繪制級(jí)配分布曲線。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種軟巖崩解自動(dòng)篩分儀及其試驗(yàn)方法，軟巖崩解自動(dòng)篩分儀，在振動(dòng)臺(tái)上設(shè)有透明外筒(7)，在所述的透明外筒(7)的高處設(shè)有進(jìn)水管(10)，在所述的透明外筒(7)的低處設(shè)有出水管(8)，所述的透明外筒(7)內(nèi)從上往下依次放置有多個(gè)透明內(nèi)筒(1、2、3、4、5、6)，每個(gè)所述的透明內(nèi)筒(1、2、3、4、5、6)的底部均設(shè)有篩分孔(13)，多個(gè)所述的透明內(nèi)筒(1、2、3、4、5、6)的篩分孔(13)的孔徑根據(jù)實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)篩孔尺寸由上至下依次減小設(shè)置。本發(fā)明是一種崩解過(guò)程和篩分過(guò)程同時(shí)進(jìn)行且高效、直觀、操作性強(qiáng)及誤差較小的軟巖崩解自動(dòng)篩分儀及其試驗(yàn)方法。
文檔編號(hào)G01N1/30GK102854086SQ20121038230
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者付宏淵, 曾鈴, 李濤, 何忠明, 賀煒 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙理工大學(xué)