專利名稱：一種不同含水率巖石試驗(yàn)樣品的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及巖土力學(xué)的試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種不同含水率巖石試驗(yàn)樣品的制備方法。
背景技術(shù)：
巖石是塊狀的，不可能像制備不同含水率的土樣一樣，直接向一定量的土粉中加水來控制其含水率。要得到不同含水率的巖石試驗(yàn)樣品(簡稱樣品)，通常是將它首先用水飽和，然后通過烘烤，強(qiáng)迫使其部分失水，而達(dá)到不同的含水率。但是這種樣品有很大的問題其一是不均勻性，因樣品一般較大，在烘烤過程中， 不可能使其內(nèi)外含水率均勻一致；再就是烘烤法也不可能將本來飽和含水率就不高的巖石，再精確地制備出含水率相差不大的幾種樣品。但在巖土力學(xué)與工程的研究中，不同含水率的樣品是必不可少的；因此，迫切需要一種有效的制備方法來解決上述難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種不同含水率巖石實(shí)驗(yàn)樣品的制備方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明是利用“化學(xué)熱力學(xué)”中單組份雙相平衡理論。按熱力學(xué)的常識(shí)，可將樣品看作一種“體系”，而與其相鄰的空間則看成一種“環(huán)境”?！碍h(huán)境”中有水蒸氣，即有組分 “水”；而“體系”中的水，也是組分“水”。組分“水”在上述這種“體系”與“環(huán)境”中會(huì)因?yàn)槠浠瘜W(xué)勢的差異而發(fā)生遷移，組分“水”總是由化學(xué)勢高的地方向化學(xué)勢低的地方轉(zhuǎn)移，隨著組分“水”的遷移，它在兩相中的化學(xué)勢之差也隨之縮小，直至相等，組分“水”在兩相中達(dá)到平衡，不再發(fā)生組分“水”的宏觀遷移，此時(shí)樣品中的水分保持恒定，得到相應(yīng)某含水率的樣品。由上可見，本發(fā)明的關(guān)鍵是提供一種特定的熱力學(xué)“環(huán)境”，使樣品在此“環(huán)境”中含水率得到變化，而達(dá)到試驗(yàn)之要求。這種熱力學(xué)“環(huán)境”，是通過恒濕器來實(shí)現(xiàn)的。具體地說，本制備方法包括下列步驟①在恒濕器中，設(shè)置一定濕度的試驗(yàn)環(huán)境，恒濕器放在溫度穩(wěn)定的地方，盡量減少溫度的影響；②將欲制備的樣品稱重，精確至0. 01克，得原始樣品，質(zhì)量記作Hi1 ；③將質(zhì)量為Hi1的原始樣品放入烘箱中，在105 110°C下烘干后稱重，精確至0.01 克，得干燥樣品，質(zhì)量記作m2，再將其放入恒濕器中保濕；(干燥樣品在恒濕過程中重量會(huì)逐漸增加直至平衡，質(zhì)量恒定。)或?qū)①|(zhì)量為Hi1的原始樣品用水飽和并稱重，精確至0. 01克，得飽水樣品，質(zhì)量記作m3，再將其放入恒濕器中保濕；(飽水樣品在恒濕過程中重量會(huì)逐漸減小，最后達(dá)到平衡，重量不再改變。)④定期將恒濕器中的樣品稱重，精確到0. 01克，直至恒重，得到恒重樣品，質(zhì)量記作 Hl4 ；⑤含水率的求法是樣品含水率
權(quán)利要求
1.一種不同含水率巖石試驗(yàn)樣品的制備方法，其特征在于包括下列步驟①在恒濕器中，設(shè)置一定濕度的試驗(yàn)環(huán)境，恒濕器放在溫度穩(wěn)定的地方，盡量減少溫度的影響；②將欲制備的樣品稱重，精確至0.01克，得原始樣品，質(zhì)量記作HI1；③將質(zhì)量為Hi1的原始樣品放入烘箱中，在105 110°C下烘干后稱重，精確至0.01克， 得干燥樣品，質(zhì)量記作m2，再將其放入恒濕器中保濕；或?qū)①|(zhì)量為Hi1的原始樣品用水飽和并稱重，精確至0. 01克，得飽水樣品，質(zhì)量記作m3， 再將其放入恒濕器中保濕；④定期將恒濕器中的樣品稱重，精確到0.01克，直至恒重，得到恒重樣品，質(zhì)量記作m4 ；⑤含水率的求法是Jfl — Jfi樣品含水率=^―^x 100% ； m2ffl —ffl樣品起始含水率1^=^^^^·^ ；Jfl — Jfi樣品飽和含水率為、=^^χ θ()%。m2
2.按權(quán)利要求1所述的一種不同含水率巖石試驗(yàn)樣品的制備方法，其特征在于 所述的恒濕器是一種由玻璃干燥器(1)自行改裝而成，即在其底部加入某化學(xué)過飽和溶液O)，使恒濕器中的濕度恒定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種不同含水率巖石試驗(yàn)樣品的制備方法，涉及巖土力學(xué)的試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。本制備方法是在恒濕器中，設(shè)置一定濕度的試驗(yàn)環(huán)境；將欲制備的樣品稱重，得原始樣品，質(zhì)量記作m1；將質(zhì)量為m1的原始樣品放入烘箱中，在105～110℃下烘干后稱重，得干燥樣品，質(zhì)量記作m2，再將其放入恒濕器中保濕；或?qū)①|(zhì)量為m1的原始樣品用水飽和并稱重，得飽水樣品，質(zhì)量記作m3，再將其放入恒濕器中保濕；定期將恒濕器中的樣品稱重，直至恒重，得到恒重樣品，質(zhì)量記作m4；含水率的求法是樣品含水率本發(fā)明所制樣品含水量非常均勻，達(dá)熱力學(xué)平衡狀態(tài)；可以制備出含水率相差不大的樣品。
文檔編號G01N1/28GK102393320SQ20111028155
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者馮夏庭, 盧景景, 周輝, 張傳慶, 李震, 程昌炳 申請人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所