[发明专利]一种岩石冻胀试验用类岩石试件裂缝注水方法

说明书

技术领域

本发明属于岩石冻胀试验技术领域，具体涉及一种岩石冻胀试验用类岩石试件裂缝注水方法。

背景技术

岩石的裂隙冻胀力一直是冻土区研究的一个重点方向，而且近几年来，随着煤矿等项目逐步西移，在西部的冻土区的岩层的扰动越来越大，对低温下裂隙岩石的研究也进入了一个高潮，而在自然状态下的裂隙岩石，裂隙冻胀力，特别对与常年冻土区的裂隙岩石，裂隙冻胀力一直是岩石损伤破坏的主要影响因子，因此在对裂隙冻胀力的研究逐步由经验论，进入了实验室阶段，而对于裂隙岩石的研究主要分为天然岩石的实验，和类岩石实验模拟。而类岩石实验的可操作性更大，可以人工利用材料做出不同的更为理想状态下的裂隙，进行注水模拟岩石的裂隙冻胀的冻胀力的大小，以及不同角度，不同形状的，不同位置的裂隙产生的冻胀力对岩石的冻胀作用，

然而随着实验的进行，为了模拟更多切合实际的岩石裂缝，不仅要有非贯通的单裂缝，还逐步向贯穿试件的裂缝，甚至不同方位的双裂缝，以及不同形状(圆柱体形，正方体形等)的试件的不同类型的裂缝进行实验室模拟裂隙冻胀力，然而随着对实验的精度的要求，对实验的注水成为实验的一个困难，不同的裂隙形式如何保证注水的过程中水分能够在裂隙饱满水的状态下冻结，从而形成岩石的裂隙冻结力，然而随着试件的形状的各异，裂缝的形式不同，造成注水后，水分流失，而通过装置的粘合，可能会对是裂隙冻结力产生效应造成影响。而太复杂的饱水装置，针对于不同的类岩石事件的不同裂缝进行不同的饱水设置会使得实验的整体过于复杂，不利于实验的大规模的对不同批次进行裂缝注水饱水，也会极大地增加实验的工作量与实验成本。而且在冻结过程中，在冻胀力发展的过程中总的冻胀现象不易观察。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种岩石冻胀试验用类岩石试件裂缝注水方法，其实现方便，提高了注水效率，能够有效地减少注水过程中裂缝失水，防止了渗流，有助于提高岩石冻胀试验的精度，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种岩石冻胀试验用类岩石试件裂缝注水方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、准备好注水用不等温控制试验装置，所述注水用不等温控制试验装置包括三个结构相同的温控试验箱，每个温控试验箱均包括箱体和转动连接在箱体上的门，所述门上嵌入安装有玻璃观察窗和触摸式液晶显示屏，所述箱体底部均匀设置有多个安装固定凸块，所述箱体顶部均匀设置有多个分别与多个安装固定凸块相配合的安装固定凹槽，所述箱体的后壁上设置有用于接入220V交流电的电源输入接口和与电源输入接口连接的电源输出接口，所述箱体内设置有用于将箱体内部空间分隔为前腔和后腔的第一耐热隔板，所述后腔内设置有变压器、制冷压缩机、温度传感器、湿度传感器和温度控制器，所述变压器与电源输入接口连接，所述制冷压缩机的输出端连接有穿过第一耐热隔板伸入前腔内的U型管式换热器；所述前腔内底部设置有加热电阻丝和位于加热电阻丝上方的第二耐热隔板；所述温度控制器包括微控制器模块和用于将220V交流电转换为温度控制器中各用电模块所需电压的交直流转换电路模块，以及与所述微控制器模块相接的数据存储器模块、第一串口通信电路模块和第二串口通信电路模块，所述触摸式液晶显示屏与微控制器模块相接，所述温度传感器和湿度传感器均与微控制器模块的输入端相接，所述微控制器模块的输入端还接有时钟电路模块，所述微控制器模块的输出端接有依次相接的用于接通或断开变压器给加热电阻丝供电的供电回路的第一继电器和第一接触器，以及依次相接的用于接通或断开220V交流电给制冷压缩机供电的供电回路的第二继电器和第二接触器，所述第一接触器串联在变压器给加热电阻丝供电的供电回路中，所述第二接触器串联在220V交流电给制冷压缩机供电的供电回路中，所述第一串口通信电路模块上连接有设置在箱体后壁上的第一九针串口，所述第二串口通信电路模块上连接有设置在箱体后壁上的第二九针串口；三个温控试验箱通过相互配合的安装固定凸块和安装固定凹槽叠放在一起，位于底层的温控试验箱上的电源输入接口与外部电源插座上的220V交流电接口连接，位于上层的温控试验箱上的电源输入接口与与其相邻的下层温控试验箱上的电源输出接口连接，位于上层的温控试验箱上的第一九针串口与与其相邻的下层温控试验箱上的第二九针串口连接；

步骤二、在预制有裂缝且具有饱和含水率的类岩石试件的裂缝开口处安装能够在温度不低于-30℃的环境下正常工作的应力应变片；