[发明专利]一种相对湿度循环作用下岩石弹性模量时效劣化过程测试装置及方法

权利要求书

1.一种相对湿度循环作用下岩石弹性模量时效劣化过程测试装置，其特征在于：包括溶液瓶、单轴压缩装置、岩石试样、空气泵和控制中心；所述溶液瓶内设有湿度产生装置及数显湿度计Ⅰ，所述单轴压缩装置置于透明密闭容器内，岩石试样置于单轴压缩装置之间，所述岩石试样上端面和下端面上对称放置一组承压声波发射探头和承压声波接收探头，所述空气泵包括空气泵Ⅰ和空气泵Ⅱ,所述溶液瓶的出气口通过空气泵Ⅰ与透明密闭容器一侧壁面的下侧连接，进气口通过空气泵Ⅱ与透明密闭容器另一侧壁面的上侧连接，所述控制中心与湿度产生装置、数显湿度计Ⅰ、承压声波发射探头和承压声波接收探头连接。

2.如权利要求1所述的一种相对湿度循环作用下岩石弹性模量时效劣化过程测试装置，其特征在于，所述透明密闭容器内设有数显湿度计Ⅱ，数显湿度计Ⅱ与控制中心相连。

3.如权利要求1所述的一种相对湿度循环作用下岩石弹性模量时效劣化过程测试装置，其特征在于，所述单轴压缩装置包括试验机上端压头和试验机下端压头，岩石试样置于上端压头和下端压头之间。

4.如权利要求1所述的一种相对湿度循环作用下岩石弹性模量时效劣化过程测试装置，其特征在于，所述承压声波发射探头和承压声波接收探头位于岩石试样的中心线上，用于不间断地测量时效试验过程中岩石试样的纵波速度。

5.如权利要求1所述的一种相对湿度循环作用下岩石弹性模量时效劣化过程测试装置，其特征在于，所述空气泵Ⅰ与溶液瓶之间设有气阀Ⅰ，所述气阀Ⅰ用于控制空气泵Ⅰ的进气与抽气，所述空气泵Ⅱ与溶液瓶之间设有气阀Ⅱ，所述气阀Ⅱ用于控制空气泵Ⅱ的进气与抽气，所述空气泵Ⅰ、空气泵Ⅱ、气阀Ⅰ和气阀Ⅱ与控制中心相连。

6.一种相对湿度循环作用下岩石弹性模量时效劣化过程测试方法，包括：

步骤一：控制中心启动控制程序，对透明密闭容器进行抽真空处理；

步骤二：控制中心自动控制岩样饱和，当岩样饱和后，启动承压声波发射探头和承压声波接收探头，并控制单轴压缩装置对岩样进行轴向加压破坏试验；

步骤三：控制中心实时读取并记录承压声波发射探头声波发射时间和承压声波接收探头声波接收时间，直到岩石试样破坏后，停止试验；

步骤四：根据声波发射时间和声波接收时间得到超声波在岩石试样中的传播时间，并通过换算得到岩石试样的弹性模量值E；

步骤五：以测量时刻为横坐标，以测量时刻对应的岩石试样的弹性模量为纵坐标，绘制岩石试样弹性模量随时间变化的曲线图，通过对曲线分析，获得岩石试样时效劣化过程中的弹性模量劣化规律。

7.如权利要求6述的一种相对湿度循环作用下岩石弹性模量时效劣化过程测试方法，其特征在于，所述步骤一的抽真空过程包括打开气阀Ⅰ和空气泵Ⅰ，气阀Ⅰ控制空气泵Ⅰ对透明密闭容器进行抽真空，达到设定时间后，关闭气阀Ⅰ和空气泵Ⅰ。

8.如权利要求6所述的一种相对湿度循环作用下岩石弹性模量时效劣化过程测试方法，其特征在于，述步骤二中，岩样饱和过程包括打开溶液瓶内的湿度产生装置，读取溶液瓶上方的数显湿度计Ⅰ示数，当溶液瓶内湿度达到设定值时，同时开启气阀、空气泵Ⅰ和空气泵Ⅱ，水气通过气体管路进入透明密闭容器，并在其中形成水气湿度循环，读取透明密闭容器内的数显湿度计Ⅱ示数，当湿度达到试验值时，岩样饱和过程完成。