一种膨胀性岩石湿度扩散模拟装置及湿度扩散系数测定方法

1.本发明涉及岩石实验技术领域，具体涉及一种膨胀性岩石湿度扩散模拟装置及湿度扩散系数测定方法。


背景技术：

2.膨胀性岩石是指与水发生物理化学反应，导致岩石含水量随时间增加，且体积随时间增大的一类岩石。当膨胀性岩石受到扰动，遇到地下水后，其性状发生巨大变化，产生体积膨胀，如：硬石膏岩水化重结晶后，其体积可增加30％左右，会对其中的构筑物产生膨胀应力，影响工程的稳定性。膨胀性岩石对环境因素非常敏感，特别是湿度条件变化时，岩石的物理力学性质会产生很大的变化，除体积膨胀外，还会强度降低，对膨胀性岩石工程的稳定性产生较大的影响，而湿度是岩石型巷道强度损伤的重要因素，测量岩石湿度扩散系数和湿度变化的深度，对于评估岩石工程在不同湿度条件下的稳定性具有重要意义。膨胀性岩石具有吸水膨胀崩解的特性，但目前的一些湿度扩散试验方法存在一定的局限性，现有的试验装置通常不考虑岩石的崩解特性，不适用于岩石这类岩石。另一方面，重量法和电阻法是两种常用的方法来测试材料的湿度扩散性能，重量法通过测量材料在湿度环境下的质量变化来评估湿度扩散性能。电阻法利用材料在湿度变化下的电阻变化来评估湿度扩散性能。传统的重量法和电阻法在测试过程中可能受到外部条件的干扰，不能实时的提供湿度变化的数据，而且无法提供关于湿度扩散深度和不同位置湿度扩散系数的详细信息，且传统的电阻法为将传感器放在待测材料内部，会破坏待测材料本身结构。针对上述存在的问题，研究设计一种新型的膨胀性岩石湿度扩散模拟装置及湿度扩散系数测定方法，克服现有膨胀性岩石湿度扩散测量中所存在的问题是十分必要的。


技术实现要素：

3.为了解决现有膨胀性岩石湿度扩散测量中存在的没有考虑膨胀性岩石吸水膨胀崩解特性、测量时受外部条件干扰严重、不能详细提供湿度扩散系数信息且会破坏岩石本身结构的问题，本发明提供了一种膨胀性岩石湿度扩散模拟装置及湿度扩散系数测定方法。本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种膨胀性岩石湿度扩散系数测定方法，采用一种膨胀性岩石湿度扩散模拟装置进行湿度扩散系数测定，所述膨胀性岩石湿度扩散模拟装置包括恒温恒湿箱、试样槽、应变片列阵和数据采集与控制系统；所述恒温恒湿箱用于调节试验环境的温度和湿度，并保持湿度温度的稳定性；所述试样槽设置于所述恒温恒湿箱内部且一端开口，用于放置岩石试样；所述应变片列阵设置于所述试样槽外表面，用于测量所述试样槽外壁不同位置的应变数据，并将所述应变数据传输给所述数据采集与控制系统；所述数据采集与控制系统分别与所述恒温恒湿箱及所述应变片连接，用于接收所述应变数据并存储、处理和分析，以及控制所述恒温恒湿箱内部温度及湿度；
4.所述膨胀性岩石湿度扩散系数测定方法包括如下步骤：
5.s1.制作岩石试样，并进行预处理：采集目标区域的岩样样品，将岩样样品进行加
工，加工出多个相同的岩石试样，对多个岩石试样进行干燥处理，消除内部残余水分，分别对处理后的多个岩石试样进行密度测试并记录其干密度；
6.s2.进行多组对照试验，建立应变数据与含水率关系曲线：将步骤s1干燥处理后的岩石试样置于所述试样槽内部，将所述试样槽及岩石试样整体进行称重，称重后将所述试样槽及岩石试样放入恒温恒湿箱中静置进行扩散试验，在扩散过程中，所述数据采集与控制系统通过所述应变片列阵对所述试样槽的筒壁外侧应变数据进行连续监测，直到应变数据稳定，将所述试样槽及岩石试样整体进行称重，所述数据采集与控制系统记录该湿度条件下对应的所述试样槽筒壁外侧应变数据，通过所述数据采集与控制系统调节所述恒温恒湿箱内部湿度并重复上述步骤，制备不同含水率的岩石试样，通过所述试样槽筒外侧应变数据获得不同含水率岩石试样的应变数据，利用回归公式对岩石试样应变数据与含水率之间的关系进行拟合，绘制应变数据与含水率关系曲线；
7.s3.岩石湿度扩散系数测定：将步骤s1干燥处理后的岩石试样置于所述试样槽2中进行岩石湿度扩散试验，所述数据采集与控制系统通过所述应变片列阵采集不同扩散时间下的所述试样槽筒壁外侧应变数据，通过应变数据和含水率之间的关系曲线确定在每个时间下岩石试样内部不同位置的含水率，根据fick第二定律由含水率计算每个时间下岩石试样不同位置的湿度扩散系数。
8.根据本技术一些实施例的膨胀性岩石湿度扩散系数测定方法，所述步骤s1中加工后的所述岩石试样为直径50mm高200mm的圆柱状试样，干燥处理包括将所述岩石试样放入烘箱中，设置恒定温度为105℃，持续烘干24小时，烘干后将所述岩石试样放置在干燥器中冷却至室温，将冷却后的所述岩石试样置于真空容器中，通过真空泵对所述岩石试样进行抽真空，将所述真空泵的真空压力表读数设置为100kpa，抽气时间大于1小时，且抽至无气泡逸出。
9.根据本技术一些实施例的膨胀性岩石湿度扩散系数测定方法，所述步骤s2中，将所述恒温恒湿箱内部湿度分别调节为20％、40％、60％、80％、100％，获得不同含水率的岩石试样，所述含水率的计算如公式(1)所示：
[0010][0011]
式中：mw为含水率，ma为岩石试样内水分平衡状态状态时试样槽及岩石试样的质量，m0为初始时试样槽及岩石试样的质量。
[0012]
根据本技术一些实施例的膨胀性岩石湿度扩散系数测定方法，所述步骤s3中，fick第二定律如公式(2)所示：
[0013][0014]
式中：c为岩石试样对应扩散距离x处的水分浓度，t为扩散时长，dh为湿度扩散系数，x为扩散距离，
[0015]
水分浓度c如公式(4)所示：
[0016]
c＝mw×
ρdꢀꢀ
(4)
[0017]
式中：mw为含水率，ρd为岩石试样的干密度，
[0018]
根据fick第二定律，湿度扩散系数如公式(3)所示：
[0019][0020]
式中：erfc-1
是erfc的反函数，t为扩散时长，x为扩散距离，c为对应扩散距离x处的水分浓度，c
max
为岩石试样扩散起始位置的水分浓度。
[0021]
本发明还提供了一种上述方法所使用的膨胀性岩石湿度扩散模拟装置
[0022]
根据本技术一些实施例的膨胀性岩石湿度扩散模拟装置，所述试样槽为一端封口的圆筒结构，所述试样槽的材质为钢，所述试样槽内径为50mm，长度为200mm，所述试样槽外表面设有刻度线，所述刻度线用于为所述应变片提供定位位置。
[0023]
根据本技术一些实施例的膨胀性岩石湿度扩散模拟装置，所述应变片列阵包括沿所述试样槽轴向设置的20个应变片，所述试样槽上方和下方分别均匀设置10个所述应变片，且所述应变片在所述试样槽上方和下方上下交错设置。
[0024]
根据本技术一些实施例的膨胀性岩石湿度扩散模拟装置，所述应变片包括环向应变片和径向应变片，所述环向应变片用于测量所述试样槽内部所述岩石试样吸湿膨胀的轴向应数据，所述径向应变片用于测量所述试样槽内部所述岩石试样吸湿膨胀的径向应数据。
[0025]
根据本技术一些实施例的膨胀性岩石湿度扩散模拟装置，所述数据采集与控制系统包括数据采集及分析系统、湿度控制系统和温度控制系统，所述数据采集及分析系统用于接收所述应变数据并存储，通过与所述岩石试样的含水率数据相对应，建立应变与湿度扩散之间的关系模型，通过分析所述应变数据，计算所述岩石试样不同位置的湿度扩散系数，并推算所述岩石试样的湿度扩散深度和吸水率分布；所述湿度控制系统用于调节和控制试验过程中环境的湿度；所述温度控制系统用于调节和控制试验过程中环境的温度。
[0026]
根据本技术一些实施例的膨胀性岩石湿度扩散模拟装置，所述数据采集与控制系统通过数据传输线分别与所述恒温恒湿箱以及应变片列阵相连接。
[0027]
本发明的一种膨胀性岩石湿度扩散模拟装置及湿度扩散系数测定方法，通过在试样槽一端开口创建单一方向的湿度扩散路径，能够精确模拟现实中膨胀性岩石中的湿度扩散过程，可以准确模拟岩石试样在不同时间下的吸湿深度和位置的含水率变化，装置设置了沿着试样槽轴向布置的应变片，可以实现对不同位置的含水率和湿度扩散系数的监测和分析，通过多点监测使得在岩石试样内部湿度变化的研究更加全面和准确，充分考虑了膨胀性岩石吸水膨胀崩解的特性，相对于传统的重量法和电阻法，提供了更高效快速的湿度扩散测试方法，可以实时、准确的获取和记录湿度扩散数据，大大缩短了测试周期，本湿度扩散系数测定方法采用非破坏性测试方式，不会对岩石试样造成显著的物理损伤，更不会对岩石试样内部结构造成损坏。
附图说明
[0028]
图1为本发明实施例膨胀性岩石湿度扩散模拟装置结构示意图；
[0029]
图2为本发明实施例应变片阵列位置示意图。
[0030]
图中：1、恒温恒湿箱，2、试样槽，3、数据采集与控制系统，4、应变片列阵，5、数据传输线。
具体实施方式
[0031]
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
[0032]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0033]
本实施例提供了一种膨胀性岩石湿度扩散系数测定方法，本实施例所选用的岩石为矽卡岩，矽卡岩中常含有高岭石、绿泥石、滑石等亲水性的粘土矿物，岩石中粘土矿物晶体构造是活动的，当矽卡岩遇水或吸收空气中的水分时，水分子会进入晶层间，形成水化膜夹层，导致晶格扩张，宏观表现为岩石膨胀。经测定，当矽卡岩中的粘土矿物含量为76％时，其吸水膨胀率能达到84％。
[0034]
本膨胀性岩石湿度扩散系数测定方法采用一种膨胀性岩石湿度扩散模拟装置进行湿度扩散系数测定，膨胀性岩石湿度扩散模拟装置如图1所示，包括恒温恒湿箱1、试样槽2、应变片列阵4和数据采集与控制系统3；恒温恒湿箱1用于调节试验环境的温度和湿度，并保持湿度温度的稳定性；试样槽2设置于恒温恒湿箱1内部且一端开口，用于放置岩石试样；应变片列阵4设置于试样槽2外表面，用于测量试样槽2外壁不同位置的应变数据，并将应变数据传输给数据采集与控制系统3；数据采集与控制系统3分别与恒温恒湿箱1及应变片连接，用于接收应变数据并存储、处理和分析，以及控制恒温恒湿箱1内部温度及湿度；
[0035]
矽卡岩湿度扩散系数测定方法包括如下步骤：
[0036]
s1.制作矽卡岩岩石试样，并进行预处理：采集目标区域的矽卡岩岩样样品，将矽卡岩岩样样品进行加工，加工出多个相同的岩石试样，岩石试样为直径50mm高200mm的圆柱状试样，对多个岩石试样进行干燥处理，消除内部残余水分，干燥处理包括将岩石试样放入烘箱中，设置恒定温度为105℃，持续烘干24小时，直至质量恒定、恒重的标准得以满足，质量恒定、恒重的标准为两次称重质量变化小于0.1％，烘干后将岩石试样放置在干燥器中冷却至室温，将冷却后的岩石试样置于真空容器中，通过真空泵对岩石试样进行抽真空，将真空泵的真空压力表读数设置为100kpa，抽气时间大于1小时，且抽至无气泡逸出，分别对处理后的多个岩石试样进行密度测试并记录其干密度；
[0037]
s2.进行多组对照试验，建立应变数据与含水率关系曲线：将步骤s1干燥处理后的岩石试样置于试样槽2内部，岩石试样在恒温恒湿箱1中静置时间需要足够长，本实施例选为7天，将试样槽2及岩石试样整体进行称重，称重后将试样槽2及岩石试样放入恒温恒湿箱
1中静置进行扩散试验，将恒温恒湿箱1内湿度调节为20％，在扩散过程中，数据采集与控制系统3通过应变片列阵4对试样槽2的筒壁外侧应变数据进行连续监测，直到应变数据稳定，表示岩石试样的水分已经达到了平衡状态，将试样槽2及岩石试样整体进行称重，数据采集与控制系统3记录该湿度条件下对应的试样槽2筒壁外侧应变数据，通过数据采集与控制系统3调节恒温恒湿箱1内部湿度分别为40％、60％、80％和100％并分别重复上述步骤，注意调节湿度过程中，恒温恒湿箱1中温度需保持一致，以此来制备不同含水率的岩石试样，通过试样槽2筒外侧应变数据获得不同含水率岩石试样的应变数据，利用回归公式对岩石试样应变数据与含水率之间的关系进行拟合，绘制应变数据与含水率关系曲线，含水率的计算如公式(1)所示：
[0038][0039]
式中：mw为含水率，ma为岩石试样内水分平衡状态时试样槽及岩石试样的质量，m0为初始时试样槽及岩石试样的质量。
[0040]
s3.岩石湿度扩散系数测定：将步骤s1干燥处理后的岩石试样置于试样槽2中进行岩石湿度扩散试验，数据采集与控制系统3通过应变片列阵4采集不同扩散时间下的试样槽2筒壁外侧应变数据，通过应变数据和含水率之间的关系曲线确定在每个时间下岩石试样内部不同位置的含水率，根据fick第二定律由含水率计算每个时间下岩石试样不同位置的湿度扩散系数，fick第二定律如公式(2)所示：
[0041][0042]
式中：c为岩石试样对应扩散距离x处的水分浓度，t为扩散时长，dh为湿度扩散系数，x为扩散距离，
[0043]
水分浓度c如公式(3)所示：
[0044]
c＝mw×
ρdꢀꢀ
(3)
[0045]
式中：mw为含水率，ρd为岩石试样的干密度，
[0046]
根据fick第二定律，湿度扩散系数如公式(4)所示：
[0047][0048]
式中：erfc-1
是erfc的反函数，t为扩散时长，x为扩散距离，c为对应扩散距离x处的水分浓度，c
max
为岩石试样扩散起始位置的水分浓度。
[0049]
本方法先对矽卡岩的岩石试件的含水率与试样槽2外侧应变数据进行标定及对应，在确定了岩石试件3的含水率与试样槽2筒壁外侧应变值的对应关系后，通过测量试样槽2筒壁外侧应变值来测定湿度扩散系数，并且实时观察湿度变化的数据，这种方法可以避免直接破坏试样进行含水率测试的情况发生。
[0050]
本实施例的一种膨胀性岩石湿度扩散模拟装置，如图1所示，包括恒温恒湿箱1、试
样槽2、应变片列阵4和数据采集与控制系统3；具体的，试样槽2为一端封口的圆筒结构，试样槽2用于容纳岩石试样，并保持岩石试样与环境的接触，这样可以保证岩石试样的一端暴露在潮湿空气中，形成单一方向的湿度扩散路径，试样槽2的材质为钢，为膨胀性岩石试样提供侧向约束力，试样槽2内径为50mm，长度为200mm，试样槽2外表面设有刻度线，刻度线用于为应变片提供定位位置。
[0051]
如图2所示，应变片列阵4包括设置于试样槽2上方和下方的20对应变片，试样槽2上方和下方分别均匀设置10对应变片，且应变片在试样槽2上方和下方上下交错设置。应变片包括环向应变片和径向应变片，环向应变片用于测量试样槽2内部岩石试样吸湿膨胀的轴向应数据，径向应变片用于测量试样槽2内部岩石试样吸湿膨胀的径向应数据。利用应变片测量不同位置的试样槽2外壁的应变数据，通过与试样的含水率数据相对应，建立应变数据与湿度扩散之间的关系模型，通过分析数据，可以计算不同位置的湿度扩散系数，并推算湿度扩散的深度和吸水率分布，可以根据广义胡克定律和薄壁筒理论推导计算试样槽内部矽卡岩吸湿膨胀的轴向应力和径向应力。
[0052]
数据采集与控制系统3包括数据采集及分析系统、湿度控制系统和温度控制系统，数据采集及分析系统用于接收应变数据并存储，通过与岩石试样的含水率数据相对应，建立应变与湿度扩散之间的关系模型，通过分析应变数据，计算岩石试样不同位置的湿度扩散系数，并推算岩石试样的湿度扩散深度和吸水率分布；湿度控制系统用于调节和控制试验过程中环境的湿度；温度控制系统用于调节和控制试验过程中环境的温度。岩石湿度扩散不仅与湿度环境有关系，温度变化也影响岩石内水汽的迁移速度和空间分布，温度和湿度在岩体中的耦合作用促使岩体的变形随时间和空间而变化，所以设置湿度控制系统和温度控制系统，为实验提供不同的湿度及温度环境。数据采集与控制系统3通过数据传输线5分别与恒温恒湿箱1以及应变片阵列4相连接，通过数据传输线5可以使数据传输更加稳定。
[0053]
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

技术特征：
1.一种膨胀性岩石湿度扩散系数测定方法，其特征在于，采用一种膨胀性岩石湿度扩散模拟装置进行湿度扩散系数测定，所述膨胀性岩石湿度扩散模拟装置包括恒温恒湿箱(1)、试样槽(2)、应变片列阵(4)和数据采集与控制系统(3)；所述恒温恒湿箱(1)用于调节试验环境的温度和湿度，并保持湿度温度的稳定性；所述试样槽(2)设置于所述恒温恒湿箱(1)内部且一端开口，用于放置岩石试样；所述应变片列阵(4)设置于所述试样槽(2)外表面，用于测量所述试样槽(2)外壁不同位置的应变数据，并将所述应变数据传输给所述数据采集与控制系统(3)；所述数据采集与控制系统(3)分别与所述恒温恒湿箱(1)及所述应变片连接，用于接收所述应变数据并存储、处理和分析，以及控制所述恒温恒湿箱(1)内部温度及湿度；所述膨胀性岩石湿度扩散系数测定方法包括如下步骤：s1.制作岩石试样，并进行预处理：采集目标区域的岩样样品，将岩样样品进行加工，加工出多个相同的岩石试样，对多个岩石试样进行干燥处理，消除内部残余水分，分别对处理后的多个岩石试样进行密度测试并记录其干密度；s2.进行多组对照试验，建立应变数据与含水率关系曲线：将步骤s1干燥处理后的岩石试样置于所述试样槽(2)内部，将所述试样槽(2)及岩石试样整体进行称重，称重后将所述试样槽(2)及岩石试样放入恒温恒湿箱(1)中静置进行扩散试验，在扩散过程中，所述数据采集与控制系统(3)通过所述应变片列阵(4)对所述试样槽(2)的筒壁外侧应变数据进行连续监测，直到应变数据稳定，将所述试样槽(2)及岩石试样整体进行称重，所述数据采集与控制系统(3)记录该湿度条件下对应的所述试样槽(2)筒壁外侧应变数据，通过所述数据采集与控制系统(3)调节所述恒温恒湿箱(1)内部湿度并重复上述步骤，制备不同含水率的岩石试样，通过所述试样槽(2)筒外侧应变数据获得不同含水率岩石试样的应变数据，利用回归公式对岩石试样应变数据与含水率之间的关系进行拟合，绘制应变数据与含水率关系曲线；s3.岩石湿度扩散系数测定：将步骤s1干燥处理后的岩石试样置于所述试样槽(2)中进行岩石湿度扩散试验，所述数据采集与控制系统(3)通过所述应变片列阵(4)采集不同扩散时间下的所述试样槽(2)筒壁外侧应变数据，通过应变数据和含水率之间的关系曲线确定在每个时间下岩石试样内部不同位置的含水率，根据fick第二定律由含水率计算每个时间下岩石试样不同位置的湿度扩散系数。2.根据权利要求7所述的一种膨胀性岩石湿度扩散系数测定方法，其特征在于，所述步骤s1中加工后的所述岩石试样为直径50mm高200mm的圆柱状试样，干燥处理包括将所述岩石试样放入烘箱中，设置恒定温度为105℃，持续烘干24小时，烘干后将所述岩石试样放置在干燥器中冷却至室温，将冷却后的所述岩石试样置于真空容器中，通过真空泵对所述岩石试样进行抽真空，将所述真空泵的真空压力表读数设置为100kpa，抽气时间大于1小时，且抽至无气泡逸出。3.根据权利要求7所述的一种膨胀性岩石湿度扩散系数测定方法，其特征在于，所述步骤s2中，将所述恒温恒湿箱(1)内部湿度分别调节为20％、40％、60％、80％、100％，获得不同含水率的岩石试样，所述含水率的计算如公式(1)所示：
式中：m
w
为含水率，m
a
为岩石试样内水分平衡状态状态时试样槽及岩石试样的质量，m0为初始时试样槽及岩石试样的质量。4.根据权利要求7所述的一种膨胀性岩石湿度扩散系数测定方法，其特征在于，所述步骤s3中，fick第二定律如公式(2)所示：式中：c为岩石试样对应扩散距离x处的水分浓度，t为扩散时长，d
h
为湿度扩散系数，x为扩散距离，水分浓度c如公式(3)所示：c＝m
w
×
ρ
d
ꢀꢀꢀꢀ
(3)式中：m
w
为含水率，ρ
d
为岩石试样的干密度。根据fick第二定律，湿度扩散系数如公式(4)所示：式中：erfc-1
是erfc的反函数，t为扩散时长，x为扩散距离，c为对应扩散距离x处的水分浓度，c
max
为岩石试样扩散起始位置的水分浓度。5.一种如权利要求1-4任一所述方法所使用的的膨胀性岩石湿度扩散模拟装置。6.根据权利要求5所述的一种膨胀性岩石湿度扩散模拟装置，其特征在于，所述试样槽(2)为一端封口的圆筒结构，所述试样槽(2)的材质为钢，所述试样槽(2)内径为50mm，长度为200mm，所述试样槽(2)外表面设有刻度线，所述刻度线用于为所述应变片提供定位位置。7.根据权利要求5所述的一种膨胀性岩石湿度扩散模拟装置，其特征在于，所述应变片列阵(4)包括沿所述试样槽(2)轴向设置的20个应变片，所述试样槽(2)上方和下方分别均匀设置10个所述应变片，且所述应变片在所述试样槽(2)上方和下方上下交错设置。8.根据权利要求5所述的一种膨胀性岩石湿度扩散模拟装置，其特征在于，所述应变片包括相互垂直连接的环向应变片和径向应变片，所述环向应变片用于测量所述试样槽(2)内部所述岩石试样吸湿膨胀的轴向应数据，所述径向应变片用于测量所述试样槽(2)内部所述岩石试样吸湿膨胀的径向应数据。9.根据权利要求5所述的一种膨胀性岩石湿度扩散模拟装置，其特征在于，所述数据采集与控制系统(3)包括数据采集及分析系统、湿度控制系统和温度控制系统，所述数据采集及分析系统用于接收所述应变数据并存储，通过与所述岩石试样的含水率数据相对应，建立应变与湿度扩散之间的关系模型，通过分析所述应变数据，计算所述岩石试样不同位置的湿度扩散系数，并推算所述岩石试样的湿度扩散深度和吸水率分布；所述湿度控制系统用于调节和控制试验过程中环境的湿度；所述温度控制系统用于调节和控制试验过程中环境的温度。10.根据权利要求5所述的一种膨胀性岩石湿度扩散模拟装置，其特征在于，所述数据
采集与控制系统(3)通过数据传输线(5)分别与所述恒温恒湿箱(1)以及应变片列阵(4)相连接。

技术总结
本发明公开了一种膨胀性岩石湿度扩散模拟装置及湿度扩散系数测定方法，包括如下步骤：制作岩石试样，并进行预处理；进行多组对照试验，建立应变数据与含水率关系曲线；进行岩石湿度扩散系数测定，通过应变数据和含水率之间的关系曲线确定在每个时间下岩石试样内部不同位置的含水率，根据Fick第二定律由含水率计算每个时间下岩石试样不同位置的湿度扩散系数。本发明可以实时准确的获取和记录湿度扩散数据，大大缩短了测试周期，采用非破坏性测试方式，不会对岩石试样造成显著的物理损伤，减小测量结果与实际结果的误差。减小测量结果与实际结果的误差。减小测量结果与实际结果的误差。


技术研发人员：于庆磊 蒲江涌 柳凯 魏晨慧 朱万成 杨天鸿 王宇恒 徐涛 吴嘉伟
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/9/9