成果信息

本发明专利提供了一个同时具备渗透和施加荷载功能的岩土体风化力学特性测试装置。该装置可模拟岩土体的环境风化过程，并在实施过程中全程记录岩土体的变形及应力状态，避免了常规方法中操作过程复杂、无法反映力学特性和应力状态变化全过程等缺陷，达到准确测量岩土体风化力学特性的目的。本发明专利的实现方法是：采用黄铜制作一个耐腐蚀且具有一定刚度的薄壁环，将试样置于该环内，试样下方设一刚性底座，试样上方由刚性顶座加载，底座与顶座均设有透水管道，并由透水石与试样接触。进行试验时，将刚性底座置于一反力架内，由加载系统对刚性顶座施加恒定荷载，待变形稳定后，启动渗透系统通入引起该岩土体退化的相关溶液、水或空气等模拟风化条件，在试验的全过程采用应变测量装置测得刚性环的径向应变值和承压盖的竖向沉降值，最后进行试验数据后可得到岩土体的风化力学特性变化规律。)

背景介绍

目前，土木工程中常遇到红砂岩、碳质泥岩、湿陷性黄土、膨胀土等特殊岩土体，其 遇水或受到干湿循环后将崩解或发生变形，除此之外，碳酸岩在酸性环境下还将发生溶蚀 而形成岩溶地基。为保证基础设施、房屋建筑、各类工程建筑物 ( 构筑物 ) 的施工安全性、 使用安全性、使用舒适性，深入了解环境风化作用对岩土体力学特性的影响十分重要。对于 这类问题，现阶段广泛采用的测定方法有 ：从工程上取不同风化程度的岩石在压力试验机 上进行力学实验 ；在室内岩块试验及现场声波测试方法的基础上，通过折减的办法估计岩 体变形参数 ；采用常规的简化方法测定特殊土的力学参数，如自由膨胀率等。这些方法均无 法实测环境风化过程中岩土体的力学参数及应力状态的变化规律，且有的操作过程较为复 杂，有的具有近似性，难以保证结果的准确。如果在实验室内使用特制的仪器模拟岩土体受 环境风化作用的过程，并通过应力应变测试装置实测岩土体在整个试验过程中试样的应力 和变形，就可精确研究岩土体在环境风化作用下的力学特性及应力状态变化规律。目前仍 没有此类装置。)

应用前景

本实用新型专利能够快速准确的分析岩土体风化力学特性，节约了治理能源、人工费用以及试验时间，取得了重大社会、生态、环境效益。)