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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳酸盐岩溶蚀试验,更具体的说是涉及一种岩溶形貌溶蚀实验装置及实验方法。
技术介绍
1、碳酸盐岩地表和地下空间溶蚀形态发育机理一直是岩溶研究领域关注的焦点。碳酸盐岩地表溶蚀形态是岩溶地貌研究、景观开发、生态保护和科普教育的关键内容,地下岩溶溶蚀形态是桥梁和隧道等大型工程施工建设中重点关注方面。如何获取碳酸盐岩溶蚀形态数据,分析其发育规律性是目前岩溶地貌研究和工程建设亟待解决的重要科学问题。
2、碳酸盐岩溶蚀试验的原理是:在自然温度和压力等条件下,将混有一定比例冰醋酸的溶液以不同流速持续喷洒在实验样本上,观察样本表面及裂隙内部溶蚀形态的变化。该样本必须具有宏观地层产出特征的代表性,包括不同碳酸盐岩岩性,以及存在不同方向和不同宽度节理或裂隙的交割形态,这主要是通过切割机在较大岩块中按不同方向切割而实现。
3、关于碳酸盐岩溶蚀实验装置的专利技术较多,但实验关注点和实验方法均不相同。溶蚀实验的目的主要包括测算碳酸盐岩溶蚀速率、分析水-岩相互作用机理以及工程区碳酸盐岩耐久性等。依据实验目的不同,溶蚀实验方法选择主要有两种,可分为比较常规的直接浸泡、压力渗透和水流喷射等溶蚀方法,另一种是通过加入强酸化学试剂或增加co2供应量的加速溶蚀法。
4、目前,尚无针对碳酸盐岩宏观溶蚀形貌的实验装置,已有实验装置对开展溶蚀形貌实验仍存在诸多弊端。如cn108445190a提供了一种可多因素控制的水岩反应静态模拟实验装置,用以获取不同溶液、不同岩土用量下的水-岩作用数据,但是该装置较小,不能模拟较大岩样中的
5、因此,如何提供一种能够对典型岩溶地貌景观的发育和演化进行研究,同时可为桥梁和隧道等大型工程施工中所遇到的岩溶问题提供参考的岩溶形貌溶蚀实验装置及实验方法是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,本专利技术提供了一种岩溶形貌溶蚀实验装置及实验方法,能够对典型岩溶地貌景观的发育和演化进行研究,同时可为桥梁和隧道等大型工程施工中所遇到的岩溶问题提供参考。
2、为了实现上述目的,一方面,本专利技术提供了一种岩溶形貌溶蚀实验装置,包括:
3、水柜,所述水柜的顶部设置开口,所述水柜的侧壁上设有加酸口;
4、实验槽,所述实验槽的内部设有置物网,所述置物网与所述实验槽的底部设置间隔,所述实验槽的底部设有排水口,所述实验槽的顶部设有防溢罩,所述防溢罩上设有穿设孔;
5、循环流水组件,包括进水管路、喷淋管路和回流管路,所述进水管路与所述水柜的内部连通,所述喷淋管路的一端与所述水柜的内部连通,所述喷淋管路的另一端从所述穿设孔伸入所述实验槽内,所述回流管路的一端与所述排水口连通,所述回流管路的另一端与所述水柜的内部连通;
6、控制组件,包括水泵和阀门,所述水泵设置两个,两个所述水泵分别设置在所述回流管路和所述喷淋管路上,所述阀门设置在所述进水管路上;
7、喷头,所述喷头与所述喷淋管路伸入所述实验槽内的一端可拆卸连接,且所述喷头朝向所述置物网设置。
8、进一步的,还包括搅拌器,所述搅拌器设置在所述水柜的内侧壁。
9、进一步的,还包括密封套筒,所述密封套筒设置在所述穿设孔内设置,所述喷淋管路通过所述密封套筒与所述防溢罩固定连接。
10、进一步的,还包括液位传感器,所述液位传感器设置两个,两个所述液位传感器均设置在所述水柜的内侧壁上,且一个所述液位传感器靠近所述水柜的顶部设置,另一个所述液位传感器靠近所述水柜的底部设置。
11、进一步的,还包括ph计,所述ph计设置在所述实验槽内,且所述ph计位于所述置物网的下方。
12、另一方面,本专利技术提供了一种岩溶形貌溶蚀实验方法,使用上述所述的一种岩溶形貌溶蚀实验装置,包括:
13、步骤一:打开阀门向水柜内部注水,液位传感器监测水柜内的进水量,到指定高度时停水;
14、步骤二:通过加酸口向水柜内部加酸,增加水体酸度,打开搅拌器,搅匀水体,使酸和水均匀混合;
15、步骤三:将样本放置在置物网上,将喷淋管路的一端从穿设孔伸入与喷头连接,将防溢罩盖在实验槽上;
16、步骤四:打开喷淋管路上的水泵,往样本上进行喷淋;
17、步骤五:通过液位传感器检测水位,当水柜的水位下降到一定高度时,打开实验槽底部的排水口,并开启回流管路上的水泵,将实验槽内的液体抽回水柜内,完成循环喷淋;
18、步骤六:经过往返数次喷淋及抽水,通过ph计监测实验槽内的液体,当水体酸度降低时,结束实验。
19、经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本专利技术公开提供了一种岩溶形貌溶蚀实验装置及实验方法,能够完成对岩石形貌的溶蚀实验,对典型岩溶地貌景观的发育和演化进行研究,同时可为桥梁和隧道等大型工程施工中所遇到的岩溶问题提供参考。
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1.一种岩溶形貌溶蚀实验装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种岩溶形貌溶蚀实验装置,其特征在于,还包括搅拌器,所述搅拌器设置在所述水柜的内侧壁。
3.根据权利要求2所述的一种岩溶形貌溶蚀实验装置,其特征在于,还包括密封套筒,所述密封套筒设置在所述穿设孔内设置,所述喷淋管路通过所述密封套筒与所述防溢罩固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种岩溶形貌溶蚀实验装置,其特征在于,还包括液位传感器,所述液位传感器设置两个,两个所述液位传感器均设置在所述水柜的内侧壁上,且一个所述液位传感器靠近所述水柜的顶部设置,另一个所述液位传感器靠近所述水柜的底部设置。
5.根据权利要求4所述的一种岩溶形貌溶蚀实验装置,其特征在于,还包括PH计,所述PH计设置在所述实验槽内,且所述PH计位于所述置物网的下方。
6.一种岩溶形貌溶蚀实验方法,使用权利要求5所述的岩溶形貌溶蚀实验装置,其特征在于,包括:
【技术特征摘要】
1.一种岩溶形貌溶蚀实验装置,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种岩溶形貌溶蚀实验装置,其特征在于,还包括搅拌器,所述搅拌器设置在所述水柜的内侧壁。
3.根据权利要求2所述的一种岩溶形貌溶蚀实验装置,其特征在于,还包括密封套筒,所述密封套筒设置在所述穿设孔内设置,所述喷淋管路通过所述密封套筒与所述防溢罩固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种岩溶形貌溶蚀实验装置,其特征在于,还包...
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