[发明专利]多功能软岩崩解测定装置及测试方法

权利要求书

1.一种多功能软岩崩解测定装置，其特征在于包括：

水箱（4），其内用于盛装液体；

加热部件（6），所述加热部件（6）设置于所述水箱（4）内，其用于对所述水箱（4）内的液体加热；

控温系统（5），所述控温系统（5）与所述加热部件（6）连接，其用于对液体加热的控制；

水槽（3）和容器（7），所述水槽（3）和容器（7）设置于所述水箱（4）内；

岩石碎屑颗粒筛选系统（2），其包括旋转颗粒筛选系统（2a）和提升颗粒筛选系统（2b），所述旋转颗粒筛选系统（2a）包括传动杆（21）、旋转筛筒机构（22a）和转动动力装置，所述传动杆（21）和所述旋转筛筒机构（22a）横向设置，所述传动杆（21）与所述旋转筛筒机构（22a）和所述转动动力装置连接，所述旋转筛筒机构（22a）内用于盛装岩石试样，且所述旋转筛筒机构（22a）设置于所述水槽（3）上，由所述转动动力装置带动所述旋转筛筒机构（22 a）在水平方向旋转；所述提升颗粒筛选系统（2b）包括提升筛筒机构（22b）、升降机构和提升动力装置，所述提升筛筒机构（22b）内用于盛装岩石试样，所述提升筛筒机构（22b）置于所述容器（7）内并与所述升降机构连接，所述升降机构与所述提升动力装置连接，由所述提升动力装置通过所述升降机构带动所述提升筛筒机构（22b）在所述容器（7）的试验溶液中上下移动。

2.根据权利要求1所述的多功能软岩崩解测定装置，其特征在于所述旋转筛筒机构（22a）和/或所述提升筛筒机构（22b）分别包括两个及以上的由内至外孔径依次变小的筛筒构成。

3.根据权利要求1或2所述的多功能软岩崩解测定装置，其特征在于所述旋转筛筒机构（22a）和/或所述提升筛筒机构（22b）中分别包括五个筛筒，其由外至内依次为0.5mm孔径冲孔筛筒（221）、 1mm孔径冲孔筛筒（222）、2mm孔径冲孔筛筒（223）、5mm孔径冲孔筛筒（224）、10mm孔径冲孔筛筒（225）。

4.根据权利要求1或2所述的多功能软岩崩解测定装置，其特征在于所述旋转筛筒机构（22a）和/或所述提升筛筒机构（22b）中的各个筛筒分别通过限位装置（24）进行固定连接。

5.根据权利要求1所述的多功能软岩崩解测定装置，其特征在于所述旋转筛筒机构（22a）和/或所述提升筛筒机构（22b）中的筛筒为不锈钢圆状冲孔筛筒。

6.根据权利要求1所述的多功能软岩崩解测定装置，其特征在于所述旋转筛筒机构（22）和/或所述提升筛筒机构（22b）中的筛筒开口端设置挡板（23）。

7.根据权利要求1所述的多功能软岩崩解测定装置，其特征在于所述升降机构包括与所述提升动力装置连接的可升降支架（25）和与所述提升筛筒机构（22b）连接的杆件（26），所述可升降支架（25）与所述杆件（26）连接。

8.根据权利要求5或6所述的多功能软岩崩解测定装置，其特征在于还包括：

控制面板（1），其用于对所述控温系统（5）、转动动力装置和提升动力装置的操作控制。

9.根据权利要求1所述的多功能软岩崩解测定装置，其特征在于所述控温系统（5）的控温范围为0-50℃，温控精度0.5℃。

10.一种应用如权利要求1-9任一项所述多功能软岩崩解测定装置的测试方法，其特征在于包括旋转试验步骤和提升试验步骤；

其中，旋转试验步骤包括：

步骤（a）：将软岩制成单块质量为40-60g试样，并将其放入105℃-110℃温度下的干燥箱中烘干并恒重，在干燥器内冷却至室温；以及分别称重洁净筛筒的质量m_r，其中r为筛筒半径；

步骤（b）：选用数量不少于10块，其干燥后的总质量为M_d，M_d在450-550g范围内，再将试样放入10mm孔径冲孔筛筒（225）中，然后依次安装5mm孔径冲孔筛筒（224）、2mm孔径冲孔筛筒（223）、1mm孔径冲孔筛筒（222）、0.5mm孔径冲孔筛筒（221）和传动杆（21），筛筒（22）之间安装限位装置（24）；

步骤（c）：将水箱（4）和水槽（3）内注入水，在控制面板（1）中设定试验温度，待水槽（3）内的水温度达到预设温度并保持恒温；

步骤（d）：将装有岩石试样的旋转筛筒机构（22a）放入水槽（3）中，并连接转动装置，使水位在传动杆（21）下1-3cm，设定筛筒转速15-30转/分钟，设定转动时间5-15分钟；

步骤（e）：将停止运动的旋转筛筒机构（22 a）从水槽（3）中取出，置入105℃-110℃温度下的干燥箱中烘干并恒重，取出孔径为0.5mm、1mm、2mm、5mm和10mm的筛筒并分别称量筛筒加筛筒内残留试样的质量M_idr；

步骤（f）：将含有残留试样的筛筒组装后放入水槽（3）中，重复（d）-（e），试验重复次数3-10次；

步骤（g）：计算耐崩解率系数，其中i代表循环次数；

步骤（h）：绘制各次循环的级配曲线，得到曲线与x轴包围的颗粒级配面积S_i，其中i为循环次数；

步骤（m）：得到崩解率系数，其中i为循环次数，S为含量为100%与x轴包围的面积；

提升试验步骤包括：

步骤（ⅰ）：将软岩放入105℃-110℃温度下的干燥箱中烘干并恒重，在干燥器内冷却至室温称重，质量为M_d；以及分别称重洁净筛筒的质量m_r；

步骤（ⅱ）：将10mm、5mm、2mm、1mm和0.5mm的筛筒安装在杆件（26）上，将岩石试样放入孔径为10mm的筛筒内；

步骤（ⅲ）：将水箱（4）内注入液体，容器（7）内注入试验溶液，并设定试验温度，待水箱（4）内的液体温度恒定；

步骤（ⅳ）：将装有岩石试样的提升筛筒机构（22b）放入容器（7）中，连接杆件（26）与可升降支架（25），使提升筛筒机构（22 b）提升至最高处时岩石试样仍全部浸泡在试验溶液中，设定提升筛筒机构（22 b）提升速度60-4000mm/分钟，设定试验时间5-15分钟；

步骤（ⅴ）：将停止运动的提升筛筒机构（22 b）从容器（7）中取出，置入105℃-110℃温度下的干燥箱中烘干并恒重，取出孔径为0.5mm、1mm、2mm、5mm和10mm的筛筒并分别称量筛筒加筛筒内残留试样的质量M_idr；

步骤（ⅵ）：将装有残留试样的筛筒依次安装在杆件（26）上并放入容器（7）中，连接杆件（26）与可升降支架（25），重复（ⅳ）-(ⅴ)，试验重复次数3-10次；

步骤（ⅶ）：计算耐崩解率系数，其中i代表循环次数；

步骤（ⅷ）：绘制各次循环的级配曲线，得到曲线与x轴包围的颗粒级配面积S_i，其中i为循环次数；

步骤（ⅸ）：得到崩解率系数，其中i为循环次数，S为含量为100%与x轴包围的面积。