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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 一種模擬庫(kù)水壓力的巖石溶解實(shí)驗(yàn)儀研制
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本試驗(yàn)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(kù)水位的升降變化，為開展模擬庫(kù)水壓力條件下水——巖作用試驗(yàn)研究提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。結(jié)合巖石力學(xué)損傷實(shí)驗(yàn)研究，可進(jìn)一步明確在庫(kù)水升降及水壓浸泡條件下巖石力學(xué)的損傷特征，為庫(kù)水升降長(zhǎng)期作用下庫(kù)岸防護(hù)以及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
- 詳細(xì)介紹：
- 蓄水后庫(kù)岸巖體水環(huán)境發(fā)生變化，庫(kù)岸巖體將長(zhǎng)期受到庫(kù)水“浸泡——風(fēng)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(shí)驗(yàn)大多都在常壓條件下進(jìn)行，很少有人考慮庫(kù)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(jī)理的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 本試驗(yàn)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(kù)水位的升降變化，為開展模擬庫(kù)水壓力條件下水——巖作用試驗(yàn)研究提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。結(jié)合巖石力學(xué)損傷實(shí)驗(yàn)研究，可進(jìn)一步明確在庫(kù)水升降及水壓浸泡條件下巖石力學(xué)的損傷特征，為庫(kù)水升降長(zhǎng)期作用下庫(kù)岸防護(hù)以及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1、發(fā)明設(shè)計(jì)目的和意義 本試驗(yàn)儀可模擬蓄水后庫(kù)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(xué)作用的浸泡實(shí)驗(yàn)，研究庫(kù)水壓力條件下的水——巖作用機(jī)理及力學(xué)損傷特征。不同水壓力條件下水——巖化學(xué)作用機(jī)理的變化將直接影響巖體的力學(xué)特性，進(jìn)而影響巖質(zhì)坡體穩(wěn)定性。因此，研究庫(kù)岸巖體在庫(kù)水壓力條件下的水——巖作用機(jī)理，對(duì)于研究庫(kù)區(qū)巖質(zhì)邊坡長(zhǎng)期穩(wěn)定性有重要意義。 2、設(shè)計(jì)基本思路 本發(fā)明由水壓力溶解室、動(dòng)、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(jì)，即壓力控制系統(tǒng)的研制。 3、技術(shù)關(guān)鍵及其指標(biāo) 水壓力室承壓范圍：0～1.2MPa 手動(dòng)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(gè)。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(jī)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(dòng)、靜水模擬控制系統(tǒng)：高度20cm，內(nèi)徑20-36cm。采用定時(shí)開關(guān)，設(shè)置三檔，1小時(shí)開關(guān)一次，2小時(shí)開關(guān)一次和3小時(shí)開關(guān)一次，每次運(yùn)行時(shí)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(xué)性、先進(jìn)性
- 目前，有關(guān)水——巖作用機(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究大多都在常壓條件下進(jìn)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(jī)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(jī)理的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 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(jī)理及力學(xué)特性而開發(fā)一套實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該儀器的水壓力溶解室中水壓力可由壓力控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，可模擬庫(kù)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(dòng)、靜水模擬控制系統(tǒng)，以模擬庫(kù)水?dāng)_動(dòng)；設(shè)置取水管道，以便分析離子濃度的變化。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 已獲專利權(quán)批準(zhǔn) 批準(zhǔn)號(hào) 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(shí)物
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 該發(fā)明制作的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作、安全可靠的特點(diǎn)，可以模擬在庫(kù)水壓力狀態(tài)下巖石的溶解特性；該實(shí)驗(yàn)儀器是為研究大型水庫(kù)庫(kù)岸再造機(jī)理提供了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，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(kù)水壓力條件下的水——巖作用機(jī)理；同時(shí)還可以模擬巖石在動(dòng)水壓力狀態(tài)下的崩解過程，配合巖石力學(xué)損傷實(shí)驗(yàn)研究，進(jìn)一步明確在動(dòng)水壓條件下巖石力學(xué)損傷機(jī)理，為庫(kù)岸防護(hù)以及地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
同類課題研究水平概述
- 蓄水后庫(kù)岸巖體水環(huán)境發(fā)生變化，有些巖體將長(zhǎng)期浸泡在水壓力條件下，有些將受到庫(kù)水長(zhǎng)期“飽水–風(fēng)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(jìn)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(xué)作用及應(yīng)力腐蝕過程。庫(kù)岸巖體的水化學(xué)作用是一個(gè)長(zhǎng)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(xì)微裂紋擴(kuò)展都將改變，直接導(dǎo)致巖體力學(xué)性質(zhì)劣化，進(jìn)而對(duì)坡體穩(wěn)定性構(gòu)成嚴(yán)重的危害。隨著我國(guó)西南高壩大庫(kù)的建設(shè)，岸坡巖體在高水位條件下水——巖作用機(jī)理尤其值得關(guān)注。庫(kù)水壓力條件下的水巖作用機(jī)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(gè)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(xué)參數(shù)，及其隨浸泡時(shí)間變化的規(guī)律；②采用水力學(xué)、損傷力學(xué)及斷裂力學(xué)研究巖體在水壓力條件下的力學(xué)特性；③巖石受水化學(xué)作用的機(jī)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(jī)理的實(shí)驗(yàn)研究大多都在常壓條件下進(jìn)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(jī)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(jī)理的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。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(jī)理及力學(xué)特性而開發(fā)的一套實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 隨著高壩大庫(kù)的建設(shè)，庫(kù)岸巖體將處于并長(zhǎng)期處于水壓環(huán)境下，不同水壓條件下水巖化學(xué)作用過程將發(fā)生變化，進(jìn)而影響巖體的力學(xué)特性。水化學(xué)作用對(duì)巖體的影響是一個(gè)長(zhǎng)期并復(fù)雜的過程，研究在不同水壓條件下的水——巖化學(xué)作用機(jī)理及其力學(xué)損傷特性對(duì)庫(kù)岸邊坡的長(zhǎng)期穩(wěn)定性有著非常重要的意義。這些研究對(duì)三峽庫(kù)區(qū)庫(kù)岸穩(wěn)定性及其庫(kù)岸演化發(fā)展過程，并對(duì)其進(jìn)行有效的進(jìn)行監(jiān)測(cè)、預(yù)警與防治有著重要的意義。
