[发明专利]炭质泥岩崩解装置及其试验方法

说明书

本发明公开了炭质泥岩崩解装置及其试验方法，炭质泥岩崩解装置包括加载系统、水气循环系统、监测系统、控温系统、装料系统、排料系统、筛分系统、运输系统，信息收集控制系统；炭质泥岩采用炭质泥岩崩解装置在湿热力耦合作用下快速崩解或在模拟自然环境下崩解。本发明炭质泥岩崩解装置及其试验方法，可控制加载方式、加载循环和干湿循环次数，提高试验效率；可控制崩解筛分运输过程，解放了人力；可更换筛网，获得试验所需要的不同炭质泥岩粒组；可模拟不同自然环境下软岩的崩解过程，主要用于在竖向循环荷载及干湿循环共同作用下炭质泥岩的快速崩解；同时可用于模拟自然环境下炭质泥岩的崩解过程。

技术领域

本发明属于试验装置技术领域，涉及炭质泥岩崩解装置及其试验方法。

背景技术

炭质泥岩广泛分布于我国西南地区，而随着该地区铁路网、高速公路网的快速发展，公路建设将不可避免穿越炭质泥岩分布地区，因此，考虑经济和环保两方面需求，利用炭质泥岩作为路堤填料势在必行。炭质泥岩作为一种软岩，处于干燥状态下力学性能优良，而在荷载及干湿循环等复杂环境作用下导致软岩力学性质改变，岩体迅速软化并崩解, 同时软岩填筑的路基稳定性也会降低，甚至出现路面沉降和塌陷。若直接将炭质泥岩应用于公路路堤填筑，在南方地区降雨较多的情况下极易导致路堤的整体失稳及不均匀沉降，故在实际应用与研究中常将大块的炭质泥岩人工砸碎成小块，再利用岩石破碎机将其逐步破碎筛分得到所需要的粒组。现有的对炭质泥岩破碎崩解的方法效率低下、耗费人力，同时破碎时会产生较大的噪音和烟尘，既造成部分原料的浪费也污染环境。

因此，为大幅度提高炭质泥岩破碎崩解效率、保护环境以及研究炭质泥岩的崩解特性，有必要设计一种在多因素（湿-热-力）耦合作用下，模拟自然条件下炭质泥岩快速崩解过程的炭质泥岩快速崩解一体化装置。

发明内容

为了达到上述目的，本发明提供炭质泥岩崩解装置及其试验方法，本发明可控制加载方式、加载循环和干湿循环次数，提高试验效率；可在电脑端控制崩解筛分运输过程，解放了人力；可更换筛网，获得试验所需要的不同炭质泥岩粒组；可模拟不同自然环境下软岩的崩解过程，主要用于在竖向循环荷载及干湿循环共同作用下炭质泥岩的快速崩解; 同时可用于模拟自然环境下炭质泥岩的崩解过程，解决了现有技术中存在的问题。

本发明所采用的技术方案是，炭质泥岩崩解装置，包括加载系统、水气循环系统、监测系统、控温系统、装料系统、排料系统、筛分系统、运输系统，信息收集控制系统；

加载系统，用于对待崩解的炭质泥岩施加循环动荷载或者静荷载；

水气循环系统，用于使炭质泥岩在湿热力耦合作用下快速崩解或模拟炭质泥岩在自然环境下崩解；

监测系统，用于监测水气循环系统的水位、温度和湿度；

控温系统，用于控制水气循环系统的温度；

装料系统，用于传送和装载待崩解的炭质泥岩；

排料系统，用于将湿热力耦合作用下或模拟自然环境条件下崩解后的炭质泥岩从崩解室排出；

筛分系统，用于对崩解后的炭质泥岩颗粒进行筛分；

运输系统，用于运送炭质泥岩进入装料系统；

信息收集控制系统，用于控制炭质泥岩崩解装置的运行过程。

进一步地，加载系统包括底座，底座上固定设置有电动机，电动机的中心位置设有电动转轴，电动转轴转动连接转动杆，电动转轴的轴向方向与转动杆的轴向方向垂直，转动杆远离电动转轴的一端与直杆转动连接，直杆转动连接杠杆，杠杆的中间位置转动连接支架，杠杆远离直杆的一侧前端弧形板上设置有钢丝绳，钢丝绳远离杠杆的一端通过固定环旋拧连接砝码。