巖石飽水試驗(yàn)中,常壓飽水法作為最基礎(chǔ)、很常用的試驗(yàn)方法,其優(yōu)缺點(diǎn)與試驗(yàn)原理、操作流程直接相關(guān),核心優(yōu)勢在于操作簡便、成本低,劣勢則集中在效率和飽水程度上,具體如下:
一、常壓飽水法的核心優(yōu)點(diǎn)
操作簡單易上手,無需專業(yè)技能
該方法僅需將烘干后的巖石試樣完全浸入蒸餾水中,定期補(bǔ)水并稱重即可,無需復(fù)雜設(shè)備和專業(yè)操作技巧,實(shí)驗(yàn)室新手也能快速掌握,適合批量巖石樣品的常規(guī)試驗(yàn)。
設(shè)備成本極低,通用性強(qiáng)
僅需配備烘箱、盛水容器(如塑料桶、玻璃水槽)、電子天平,無需真空裝置、高壓釜等專用設(shè)備,大幅降低試驗(yàn)成本,是各類巖土實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)標(biāo)配方法。
對巖石試樣無損傷,保留原始結(jié)構(gòu)
試驗(yàn)過程僅通過自然浸泡,無負(fù)壓、高壓等外力作用,不會(huì)破壞巖石的原始孔隙結(jié)構(gòu)和礦物成分,能真實(shí)反映巖石在自然水環(huán)境下的飽水狀態(tài),適合對試樣完整性要求高的后續(xù)試驗(yàn)(如抗壓強(qiáng)度試驗(yàn))。
試驗(yàn)過程易監(jiān)控,穩(wěn)定性強(qiáng)
浸泡過程中可隨時(shí)觀察試樣狀態(tài),定期更換蒸餾水避免雜質(zhì)堵塞孔隙,通過多次稱重精準(zhǔn)判定飽水終點(diǎn),試驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠,重復(fù)性好。
二、常壓飽水法的明顯缺點(diǎn)
飽水周期長,效率極低
完全依賴水的重力和毛細(xì)管作用滲透,對于中低孔隙率巖石(如花崗巖)需3-7天,高孔隙率、低滲透性巖石(如頁巖)甚至需10天以上,無法滿足高效試驗(yàn)需求。
飽水程度有限,無法完全飽和
僅能填充連通性好的孔隙,無法排出封閉孔隙或半封閉孔隙內(nèi)的空氣,飽水率通常僅為80%-90%,難以達(dá)到完全飽和狀態(tài),不適用于對飽水精度要求高的試驗(yàn)(如巖石耐久性、滲透系數(shù)測試)。
適配性差,不適用于特殊巖石
對于孔隙極細(xì)小、滲透性極低的致密巖石(如板巖、變質(zhì)巖),以及裂隙發(fā)育但連通性差的巖石,水難以滲入內(nèi)部孔隙,飽水效果極差,無法滿足試驗(yàn)要求。
易受外界環(huán)境干擾
若浸泡水質(zhì)不佳(如含礦物質(zhì)),易在巖石表面形成沉淀,堵塞孔隙通道;環(huán)境溫度波動(dòng)會(huì)影響水的滲透速度,導(dǎo)致飽水時(shí)間延長或數(shù)據(jù)偏差。
三、總結(jié):常壓飽水法的適用邊界
常壓飽水法憑借低成本、易操作的優(yōu)勢,是常規(guī)巖石(花崗巖、砂巖、石灰?guī)r)批量試驗(yàn)的首選方法,但在效率和飽水精度上存在明顯短板,不適用于低滲透性巖石和高精度試驗(yàn)場景。若需追求高效或高飽水程度,需選擇真空飽水法或強(qiáng)制飽水法。