岩石水理作用智能测试系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种岩石水理作用智能测试系统，包括：恒温控制箱，具有恒温密封的容纳空间，容纳空间内用于放置岩石试样进行测试；电子天平，设置在容纳空间内，将岩石试样挂在电子天平下方进行称重，电子天平用于测量岩石试样的重量变化；容器，容器用于容纳水，容器设置在岩石试样的下方，容器顶部为开口结构，岩石试样与容器开口处的液面接触；弹簧，连接在容器的底部，容器通过弹簧固定在容纳空间内，弹簧向容器施加朝向岩石试样的弹力。本实用新型专利技术的岩石水理作用智能测试系统有效地解决了现有技术中岩石水理作用测量方法评价不够科学与准确，测量方法误差大的问题。

【技术实现步骤摘要】
岩石水理作用智能测试系统
本技术涉及工程岩体实验
，具体而言，涉及一种岩石水理作用智能测试系统。
技术介绍
现有技术中，岩石具有渗透性，对岩石渗透性的研究广泛存在于巷道支护、煤田开采、油气田开采等领域。对于岩石吸附水特性的研究是目前岩土工程的技术热点，也对研究岩石的渗透性具有重要意义。目前，岩石单面吸水的测试方法中，岩石与水的接触面积随着吸水过程的进行而产生变化，导致测量方法评价不够科学与准确，测量方法误差较大。
技术实现思路
本技术实施例中提供一种岩石水理作用智能测试系统，以解决现有技术中岩石水理作用测量方法评价不够科学与准确，测量方法误差较大的问题。为实现上述目的，本技术提供了一种岩石水理作用智能测试系统，包括：恒温控制箱，具有恒温密封的容纳空间，容纳空间内用于放置岩石试样进行测试；电子天平，设置在容纳空间内，将岩石试样挂在电子天平下方进行称重，电子天平用于测量岩石试样的重量变化；容器，容器用于容纳水，容器设置在岩石试样的下方，容器顶部为开口结构，岩石试样与容器开口处的液面接触；弹簧，连接在容器的底部，容器通过弹簧固定在容纳空间内，弹簧向容器施加朝向岩石试样的弹力。进一步地，还包括计算机，计算机与电子天平数据连接，计算机用于收集电子天平的测量数据。进一步地，还包括设置在容纳空间的底座、立杆和载物台，底座安装在容纳空间的底部，立杆连接在底座上，立杆的第一端连接在底座上、第二端延伸至容纳空间顶部，载物台连接在立杆的第二端处，电子天平设置在载物台上。进一步地，容器通过弹簧安装在底座上，弹簧支撑容器。进一步地，电子天平具有下挂式称重钢丝线，钢丝线穿过载物台对应的孔并悬于载物台下方，岩石试样可拆卸地安装在钢丝线下方。进一步地，弹簧的刚度K由以下公式确定：K＝ρg(S2-S1)，其中，当地的重力加速度为g，岩石试样的横截面沿着竖直方向是均匀的，岩石试样的横截面面积为S1；容器的截面沿着竖直方向是均匀的，且容器横截面面积为S2；S1小于S2；水的密度为ρ。进一步地，容器与容器中水的初始质量总和为M0，弹簧的最大压缩量为X0，M0与X0需要满足关系式：M0＜ρ(S2-S1)X0。本技术特别提供了可以使岩石与水的接触面积保持不变的结构系统。本技术中电子天平通过下挂式称重对岩石试样进行称重测量，以测量岩石试样的质量变化。容器中的水与岩石试样进行接触，以提供岩石吸附过程的水量。弹簧连接容器的底部并持续施加朝向岩石试样的弹力，在容器中水减少导致容器总质量减少时，弹簧推动容器朝向岩石试样移动，使容器中的水一直保持与岩石试样接触。由此可见，本技术的岩石水理作用智能测试系统能够使岩石与水的接触面积在吸水过程保持不变，使岩石水理作用测量方法中，接触面积这一数据维持恒定，大幅度提升了测量方法评价的科学性与准确性，大幅度降低了测量误差。附图说明图1是本技术实施例的岩石水理作用智能测试系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细描述，但不作为对本技术的限定。参见图1所示，根据本技术的实施例，提供了一种岩石水理作用智能测试系统，岩石水理作用智能测试系统包括恒温控制箱10、电子天平30、容器40和弹簧50，恒温控制箱10具有恒温密封的容纳空间11，容纳空间11内用于放置岩石试样20进行测试。电子天平30设置在容纳空间11内，将岩石试样20挂在电子天平30下方进行称重，电子天平30用于测量岩石试样20的重量变化。容器40用于容纳水，容器40设置在岩石试样20的下方，容器40顶部为开口结构，岩石试样20与容器40开口处的液面41接触。弹簧50连接在容器40的底部，容器40通过弹簧50固定在容纳空间11内，弹簧50向容器40施加朝向岩石试样20的弹力。由于在岩石单面吸水的测试方法中，岩石与水的接触面积随着吸水过程的进行而产生变化，因此本技术特别提供了可以使岩石与水的接触面积保持不变的结构系统。本技术中电子天平30通过下挂式称重对岩石试样20进行称重测量，以测量岩石试样的质量变化。容器40中的水与岩石试样20进行接触，以提供岩石吸附过程的水量。弹簧50连接容器40的底部并持续施加朝向岩石试样20的弹力，在容器40中水减少导致容器40总质量减少时，弹簧50推动容器40朝向岩石试样20移动，使容器40中的水一直保持岩石试样20接触。由此可见，本技术的岩石水理作用智能测试系统能够在岩石与水的接触面积在吸水过程保持不变，使岩石水理作用测量方法中，接触面积这一数据维持恒定，大幅度提升了测量方法评价的科学性与准确性，大幅度降低了测量误差。不仅如此，本技术采用的恒温控制箱10为恒温密封的结构，这样可以使容器40中的水最小程度的蒸发或者流失，进而排除了容器中水分蒸发或者流失导致的数据干扰因素，提升了测量方法的精度和准确性。岩石水理作用智能测试系统还包括计算机60，计算机60与电子天平30数据连接，计算机用于收集电子天平30的测量数据。本实施例中，电子天平30通过数据线连通至恒温控制箱10外部的计算机上，数据线与恒温控制箱10之间是密封的。岩石水理作用智能测试系统还包括设置在容纳空间11的底座71、立杆72和载物台73，底座71安装在容纳空间11的底部，立杆72连接在底座71上，立杆72的第一端连接在底座71上、第二端延伸至容纳空间11顶部，载物台73连接在立杆72的第二端处，电子天平30设置在载物台73上。优选地，岩石水理作用智能测试系统中，容器40通过弹簧50安装在底座71上，弹簧50支撑容器40。电子天平30具有下挂式称重钢丝线，钢丝线穿过载物台73对应的孔并悬于载物台73下方，岩石试样20可拆卸地安装在钢丝线下方。进一步优选地，本实施例中，弹簧50的刚度K由以下公式确定：K＝ρg(S2-S1)。其中，当地的重力加速度为g，岩石试样20的横截面沿着竖直方向是均匀的，岩石试样20的横截面面积为S1；容器40的截面沿着竖直方向是均匀的，且容器40横截面面积为S2；S1小于S2；水的密度为ρ。在吸水过程中两个相邻时刻，假如容器在竖直方向固定不动，容器中水的质量减少量m与液面高度下降量h的关系为：m＝ρ(S2-S1)h。实际上，容器40中水的质量减少将导致被压缩的弹簧50伸长，从而容器将被抬高。为保证岩石试样与液面的相对位置不变(即液面的绝对水平位置不变)，需要容器被抬高h，即弹簧的伸长量应该也为h，根据胡克定律，得到关系式：mg＝Kh；由上述两个式子得到K的取值关系式：K＝ρg(S2-S1)。容器40与容器40中水的初始质量总和为M0，弹簧50的最大压缩量为X0，M0与X0需要满足关系式(先确定K以及弹簧的初始长度，此时X0可以确定，再确定M0)：M0＜ρ(S2-S1)X0。根据本实施例的岩石水理作用智能测试系统，岩石水理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩石水理作用智能测试系统，其特征在于，包括：/n恒温控制箱(10)，具有恒温密封的容纳空间(11)，所述容纳空间(11)内用于放置岩石试样(20)进行测试；/n电子天平(30)，设置在所述容纳空间(11)内，将所述岩石试样(20)挂在所述电子天平(30)下方进行称重，所述电子天平(30)用于测量所述岩石试样(20)的重量变化；/n容器(40)，所述容器(40)用于容纳水，所述容器(40)设置在所述岩石试样(20)的下方，所述容器(40)顶部为开口结构，所述岩石试样(20)与所述容器(40)开口处的液面(41)接触；/n弹簧(50)，连接在所述容器(40)的底部，所述容器(40)通过所述弹簧(50)固定在所述容纳空间(11)内，所述弹簧(50)向所述容器(40)施加朝向岩石试样(20)的弹力。/n

【技术特征摘要】
1.一种岩石水理作用智能测试系统，其特征在于，包括：
恒温控制箱(10)，具有恒温密封的容纳空间(11)，所述容纳空间(11)内用于放置岩石试样(20)进行测试；
电子天平(30)，设置在所述容纳空间(11)内，将所述岩石试样(20)挂在所述电子天平(30)下方进行称重，所述电子天平(30)用于测量所述岩石试样(20)的重量变化；
容器(40)，所述容器(40)用于容纳水，所述容器(40)设置在所述岩石试样(20)的下方，所述容器(40)顶部为开口结构，所述岩石试样(20)与所述容器(40)开口处的液面(41)接触；
弹簧(50)，连接在所述容器(40)的底部，所述容器(40)通过所述弹簧(50)固定在所述容纳空间(11)内，所述弹簧(50)向所述容器(40)施加朝向岩石试样(20)的弹力。


2.根据权利要求1所述的岩石水理作用智能测试系统，其特征在于，还包括计算机(60)，所述计算机(60)与所述电子天平(30)数据连接，所述计算机用于收集所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝耐，何满潮，王浩，顾俊灏，季广磊，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11