本发明专利技术涉及一种水库岸坡消落带岩石的无扰动精准制样装置及方法，包括：钻样模块、除尘模块、湿干循环条件模拟模块和取样放样模块，钻样模块包括钻头和螺杆，钻头呈中空筒状，螺杆转动时钻头上下移动；湿干循环条件模拟模块通过滑轨在钻样模块和取样放样模块之间移动，除尘模块也沿滑轨移动。本发明专利技术的有益效果是：通过岩样套筒安置岩样，且取样放样模块通过抓取岩样套筒实现岩样的取样和放样，避免岩样与手部的直接接触对岩样产生的扰动，钻样湿干循环取样一体化避免钻样湿干循环来回取放过程对岩样产生扰动，同时利用核磁共振的测试方法对同一批岩样的相同截面进行扫描提取孔隙和裂隙分布信息，对同一截面进行精准的定位跟踪，降低离散性。降低离散性。降低离散性。
【技术实现步骤摘要】
一种水库岸坡消落带岩石的无扰动精准制样装置及方法
[0001]本专利技术属于岩石工程
，尤其涉及一种水库岸坡消落带岩石的无扰动精准制样装置及方法。
技术介绍
[0002]岩石钻样设备和湿干循环条件模拟设备用途广泛，且可与不同的实验设备结合研究岩石不同次数湿干后的孔隙、裂隙分布等的变化。
[0003]传统的制样方法具有以下问题：1)未考虑模块本身对岩样产生的扰动，以及手部直接接触岩样对岩样产生的影响，对于研究孔隙、裂隙等分布信息的变化，这些微小扰动会对岩样造成影响；2)传统的装置多为先钻样取出岩样再进行湿干循环，操作繁杂且存在各种扰动的影响；3)传统的方法可能采用偏光显微镜或其他方法，会破坏岩样，或导致多次扫描的截面不属于同一截面，存在较大的离散性。
[0004]综上所述，在对岩样进行相关试验研究时，传统的设备未考虑各种扰动对岩样产生的影响，难以对岩样截面的孔隙、裂隙分布等变化进行精准定位跟踪，很难获知湿干循环后同批岩样同一位置孔隙、裂隙分布等的变化。
[0005]因此对于水库岸坡消落带岩石的无扰动精准制样装置及方法进行研究，使岩石钻样和湿干循环一体化，直接进行取样和放样的无扰动精准制样装置，研究不同次数下湿干循环岩样孔隙、裂隙等分布的变化规律研究很有必要。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种水库岸坡消落带岩石的无扰动精准制样装置及方法。
[0007]这种水库岸坡消落带岩石的无扰动精准制样装置，包括：钻样模块、除尘模块、湿干循环条件模拟模块和取样放样模块，钻样模块包括钻头和螺杆，钻头呈中空筒状，螺杆转动时钻头上下移动；
[0008]钻样模块底部平面上设有滑轨，滑轨一端延伸至钻头下方，取样放样模块固定在滑轨的行程中段，取样放样模块和钻样模块之间的距离大于湿干循环条件模拟模块的宽度，
[0009]湿干循环条件模拟模块通过滑轨在钻样模块和取样放样模块之间移动，湿干循环条件模拟模块内放置有用于装载岩样的岩样套筒，取样放样模块通过伸缩杆朝下设有用于夹取岩样套筒的可收缩项圈；
[0010]除尘模块也沿滑轨移动。
[0011]作为优选：螺杆通过机箱垂直设置在远离取样放样模块的一侧，机箱侧边设有用于控制螺杆转动的齿轮传动构件，数个钻头顶部通过板件相互固定，且板件上开有和螺杆匹配的螺纹孔。
[0012]作为优选：板件的两侧边缘设有夹板，夹板之间的距离和岩块尺寸匹配；钻头顶端
的内侧连接有除尘盒，除尘盒呈环形，除尘盒底部设有数个吸尘孔；钻头的顶部端设有小型千斤顶，小型千斤顶底部伸入除尘盒下方，小型千斤顶底部端面设有橡胶膜。
[0013]作为优选：除尘模块顶部设有降尘桶，降尘桶内设有抽风扇，降尘桶下端连通有储尘箱，降尘桶朝向钻样模块一侧设有吸尘头，另一侧通过吸尘管连通储尘箱的侧壁，储尘箱底端连通有水箱，吸尘头高于岩块高度，且吸尘头朝下。
[0014]作为优选：湿干循环条件模拟模块包括盒状结构，盒状结构顶面为滑动板，盒状结构一侧连接出水管和进水管，另一侧连接空气压缩机和吹风管，盒状结构内壁设有吹风机；其中进水管为水平直管；出水管的一端伸入盒状结构内的底部，出水管中段为高于盒状结构底部高度的水平直管，另一端为垂直朝下的直管，且直管的底端高度低于盒状结构底部高度。
[0015]作为优选：数个岩样套筒并排放置在湿干循环条件模拟模块内，数个岩样套筒并排放置在湿干循环条件模拟模块内，取样放样模块包括支架，支架的两侧分别固定在滑轨外侧，可收缩项圈夹取岩样套筒时，可收缩项圈套在岩样套筒顶端。
[0016]这种水库岸坡消落带岩石的无扰动精准制样装置的使用方法，包括以下步骤：
[0017]步骤一、将现场原状岩石切割成岩块，并置于钻头下方，利用钻头从岩块内部钻取数个圆柱形岩样，同时通过除尘模块进行外部除尘；
[0018]步骤二、钻头上升，取走岩石废料，将湿干循环条件模拟循环模块移动至钻样模块的正下方，利用小型千斤顶将岩样推入湿干循环条件模拟模块的岩样套筒内，将湿干循环条件模拟循环模块移动至取样放样模块下方；
[0019]步骤三、湿干循环条件模拟模块蓄水，利用空气压缩机加压模拟抽水蓄能电站岸坡消落带岸坡应力，然后排水并利用吹风机进行风干，完成一次湿干循环；
[0020]步骤四、通过取样放样模块夹取岩样套筒，将岩样从岩样套筒中取出后对数个截面进行核磁共振扫描，并提取岩样的孔隙和裂隙分布。
[0021]作为优选：步骤四后还包括步骤五，步骤五具体为，将岩样放回岩样套筒中，并用取样放样模块放回湿干循环条件模拟模块；重复步骤三至步骤五，直至同一岩样相同截面的孔隙和裂隙分布的变化率
△
T≦1％，停止湿干循环，根据数次湿干循环的结果分析水库岸坡消落带岩石湿干循环条件下孔隙和裂隙分布的变化过程和演化规律。
[0022]作为优选：步骤二中，首先通过滑轨将除尘模块移开，取走岩块废料，然后将湿干循环条件模拟循环模块的盒状结构从取样放样模块和钻样模块之间的空隙处插入装置中，并安装在滑轨上。
[0023]作为优选：通过滑动板滑动打开使湿干循环条件模拟模块敞开，将岩样放入后，滑动板滑动关闭，将湿干循环条件模拟模块顶面封闭，湿干循环的过程中湿干循环条件模拟模块顶面保持封闭。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]1)本专利技术通过岩样套筒安置岩样，且取样放样模块通过抓取岩样套筒实现岩样的取样和放样，避免岩样与手部的直接接触对岩样产生的扰动，钻样湿干循环取样一体化避免钻样湿干循环来回取放过程对岩样产生扰动，同时利用核磁共振的测试方法对同一批岩样的相同截面进行扫描提取孔隙和裂隙分布信息，对同一截面进行精准的定位跟踪，降低离散性。
[0026]2)本专利技术中的装置通过钻样模块对岩块进行钻样，除尘模块和除尘盒分别进行外部和内部除尘，防止钻样过程中粉尘对钻样过程产生的扰动，进一步降低了离散性。
[0027]2)本专利技术对数个岩样同时开展数次湿干循环，每次湿干循环结束后，用取样放样模块取出岩样并利用岩石核磁共振仪对岩样开展核磁共振，通过图像二值化提取图像中的孔隙和裂隙分布信息，从而实现水库岸坡消落带岩石湿干循环条件下孔隙和裂隙分布的变化过程及其演化规律的分析。
附图说明
[0028]图1为本专利技术装置的三维视图；
[0029]图2为本专利技术中钻样模块位于岩块上方时的三维视图；
[0030]图3为本专利技术装置中钻样模块的三维视图；
[0031]图4为本专利技术装置中除尘盒的三维视图；
[0032]图5为本专利技术装置中小型千斤顶的三维视图；
[0033]图6为本专利技术装置中除尘模块的三维视图；
[0034]图7为本专利技术装置中湿干循环条件模拟模块的三维视图；
[0035]图8为本专利技术装置中取样、放样模块的三维视图；
[0036]图9为本专利技术装置钻样时的三维视图；
[0037]图10为本专利技术装置送样时的三本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种水库岸坡消落带岩石的无扰动精准制样装置，其特征在于，包括：钻样模块(1)、除尘模块(2)、湿干循环条件模拟模块(3)和取样放样模块(4)，钻样模块(1)包括钻头(109)和螺杆(104)，钻头(109)呈中空筒状，螺杆(104)转动时钻头(109)上下移动；钻样模块(1)底部平面上设有滑轨(111)，滑轨(111)一端延伸至钻头(109)下方，取样放样模块(4)固定在滑轨(111)的行程中段，取样放样模块(4)和钻样模块(1)之间的距离大于湿干循环条件模拟模块(3)的宽度；湿干循环条件模拟模块(3)通过滑轨(111)在钻样模块(1)和取样放样模块(4)之间移动，湿干循环条件模拟模块(3)内放置有用于装载岩样的岩样套筒(302)，取样放样模块(4)通过伸缩杆(402)朝下设有用于夹取岩样套筒(302)的可收缩项圈(403)；除尘模块(2)也沿滑轨(111)移动。2.根据权利要求1所述的水库岸坡消落带岩石的无扰动精准制样装置，其特征在于，螺杆(104)通过机箱(101)垂直设置在远离取样放样模块(4)的一侧，机箱(101)侧边设有用于控制螺杆(101)转动的齿轮传动构件(102)，数个钻头(109)顶部通过板件相互固定，且板件上开有和螺杆(104)匹配的螺纹孔。3.根据权利要求2所述的水库岸坡消落带岩石的无扰动精准制样装置，其特征在于，板件的两侧边缘设有夹板(103)，夹板(103)之间的距离和岩块(110)尺寸匹配；钻头(109)顶端的内侧连接有除尘盒(107)，除尘盒(107)呈环形，除尘盒(107)底部设有数个吸尘孔(108)；钻头(109)的顶部端设有小型千斤顶(105)，小型千斤顶(105)底部伸入除尘盒(107)下方，小型千斤顶(105)底部端面设有橡胶膜(106)。4.根据权利要求3所述的水库岸坡消落带岩石的无扰动精准制样装置，其特征在于，除尘模块(2)顶部设有降尘桶(201)，降尘桶(201)内设有抽风扇(205)，降尘桶(201)下端连通有储尘箱(203)，降尘桶(201)朝向钻样模块(1)一侧设有吸尘头(202)，另一侧通过吸尘管(206)连通储尘箱(203)的侧壁，储尘箱(203)底端连通有水箱(204)，吸尘头(202)高于岩块(110)高度，且吸尘头(202)朝下。5.根据权利要求1所述的水库岸坡消落带岩石的无扰动精准制样装置，其特征在于，湿干循环条件模拟模块(3)包括盒状结构，盒状结构顶面为滑动板(301)，盒状结构一侧连接出水管(306)和进水管(307)，另一侧连接空气压缩机(303)和吹风管(304)，盒状结构内壁设有吹风机(305)；其中进水管(307)为水平直管；出水管(306)的一端伸入盒状结构内的底部，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张振华，陈然，徐国娟，徐恒晖，崔文天，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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