CN106441210A - 一种测量岩石试样环向应变的装置 - Google Patents

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魏天宇
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张传庆
杨凡杰
卢景景
朱勇
张帆
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Abstract

本发明涉及测量岩石试样环向应变的装置，包括第一固定座和第二固定座；第一固定座和第二固定座分别设置在圆柱状待测岩石试样上部表面两侧；第一固定座靠近第二固定座的一侧底部设有弧形的承力板，第二固定座安装在承力板上，第一固定座和第二固定座之间通过弹性连接件连接固定；第一固定座和第二固定座通过箍紧带箍紧在待测岩石试样外周上；第一固定座上安装有直线位移传感器，第二固定座上固定有环形变形位移推杆，直线位移传感器指向环形变形位移推杆，其探测端与环形变形位移推杆端部抵接；直线位移传感器外接后台电脑。优点：结构简单，安装方便，可以全面的测量岩石径向变形，测量结果较为准确。

Description

一种测量岩石试样环向应变的装置
技术领域
本发明属于岩石测量技术领域，特别涉及一种测量岩石试样环向应变的装置。
背景技术
岩石的基本力学性质是各种岩石工程的基础，而岩石的变形性能是评价岩石基本力学性质的重要参数之一，因此在各种岩石试样的实验中，经常要对岩石试样的变形进行测量。目前测量岩石变形的方法主要有千分表法、应变片法以及现阶段最流行的LVDT位移传感器测量法。其中，千分表法是将千分表一端固定在固定位置，另一端抵触在岩石表面来测量岩石的变形。其存在着测量精度低、测量范围有限并且不能用于常规三轴实验岩石试样的变形测量等缺点。应变片法是将电阻应变片贴在试样表面或者某相对位置，通过岩石试样的变形引起电阻应变片电阻的变化来测量岩石试样的变形。该方法也存在着各种缺点，如只能测量应变片附近的变形，无法测量岩石试样整体变形特征。此外，应变片还需要密封胶将应变片及其导线固定并密封，在常规三轴实验下很容易发生漏油情况导致测量结果不准确。LVDT传感器测量法是由于LVDT传感器中的杆状衔铁处于不同位置从而产生不同电压，通过测量输出电压来测量岩石试样的变形。LVDT传感器具有许多优点，如原理直观、结构简单、工作可靠、使用寿命长、灵敏度高、线性范围宽、重复性好、分辨率高、坚固耐用并可以在多种恶劣环境中工作，因此可以很好地在常规三轴试验仪中工作而不用考虑围压室中液压油对测量装置的影响。目前LVDT传感器测量法主要是将LVDT传感器固定在支架上，将LVDT杆状衔铁与岩石试样接触。但这种方法由于支架固定LVDT传感器所需空间较大，无法应用在常规三轴试验中对岩石试样的变形测量。此外，由于该方法中LVDT传感器测量法也只能测量LVDT传感器杆状衔铁与岩石试样接触面处的变形，故无法全面的测量岩石试样的变形。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种测量岩石试样环向应变的装置，有效的克服了现有技术的缺陷。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种测量岩石试样环向应变的装置，包括第一固定座和第二固定座；
上述第一固定座和第二固定座分别设置在圆柱状待测岩石试样上部两侧，且相互靠近设置；
上述第一固定座底部设置为与待测岩石试样外周匹配的弧面，且其靠近第二固定座的一侧底部设有与待测岩石试样外周匹配的弧形的承力板，上述第二固定座安装在上述承力板上，且其底部设置为与上述承力板上表面匹配的弧面，上述第一固定座和第二固定座之间通过弹性连接件连接固定；
上述第一固定座和第二固定座通过箍紧带箍紧在待测岩石试样外周上；
上述第一固定座上安装有直线位移传感器，上述第二固定座上固定有环形变形位移推杆，上述直线位移传感器指向环形变形位移推杆，且其探测端与上述环形变形位移推杆端部抵接；
上述直线位移传感器外接后台电脑；
当待测岩石试样发生径向变形时，上述第二固定座可沿承力板相对于第一固定座移动靠近或远离，且上述直线位移传感器通过探测端测得位移信息并反馈给后台电脑。
本发明的有益效果是：结构简单，安装方便，可以全面的测量岩石径向变形，测量结果较为准确。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，上述直线位移传感器为LVDT位移传感器。
进一步，上述第一固定座上固定有下夹片，上述下夹片设置有上夹片，上述直线位移传感器夹持在上述下夹片和上夹片之间。
采用上述进一步方案的有益效果是便于夹持直线位移传感器。
进一步，上述承力板上设有弧形的滑轨，上述第二固定座底部设有与上述滑轨匹配的滑槽，上述滑轨伸入上述滑槽内，当待测岩石试样发生径向变形时，上述第二固定座可沿滑轨在承力板上相对于第一固定座移动靠近或远离。
采用上述进一步方案的有益效果是降低第二固定座与第一固定座发生相对移动时第二固定座与承力板之间的摩擦力，使得测量结果更准确。
进一步，上述弹性连接件对称设置在上述第一固定座及第二固定座两侧。
采用上述进一步方案的有益效果是布局合理，便于通过弹性连接件以及箍紧带将第一固定座及第二固定座紧紧固定在待测岩石试样上。
进一步，上述第一固定座及第二固定座两侧分别设有与上述弹性连接件对应的挂构件，上述弹性连接见两端分别挂接在对应的挂构件上。
采用上述进一步方案的有益效果是便于安装弹性连接件。
进一步，上述弹性连接件为弹簧。
采用上述进一步方案的有益效果是结果简单、使用方便。
进一步，上述箍紧带为钢带。
采用上述进一步方案的有益效果是其强度高，不易变形。
附图说明
图1为本发明的测量岩石试样环向应变的装置的结构示意图；。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、第一固定座，2、第二固定座，3、弹性连接件，4、箍紧带，5、挂构件，11、承力板，21、直线位移传感器，22、下夹片，23、上夹片，31、环形变形位移推杆，111、滑轨。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例：如图1所示，本实施例的测量岩石试样环向应变的装置包括第一固定座1和第二固定座2；
上述第一固定座1和第二固定座2分别设置在圆柱状待测岩石试样上部表面两侧，且相互靠近设置；
上述第一固定座1底部设置为与待测岩石试样外周匹配的弧面，且其靠近第二固定座2的一侧底部设有与待测岩石试样外周匹配的弧形的承力板11，上述第二固定座2安装在上述承力板11上，且其底部设置为与上述承力板11上表面匹配的弧面，上述第一固定座1和第二固定座2之间通过弹性连接件3连接固定；
上述第一固定座1和第二固定座2通过箍紧带4箍紧在待测岩石试样外周上；
上述第一固定座1上安装有直线位移传感器21，上述第二固定座2上固定有环形变形位移推杆31，上述直线位移传感器21指向环形变形位移推杆31，且其探测端与上述环形变形位移推杆31端部抵接；
上述直线位移传感器21外接后台电脑；
当待测岩石试样发生径向变形时，上述第二固定座2可沿承力板11相对于第一固定座1移动靠近或远离，且上述直线位移传感器21通过探测端测得位移信息并反馈给后台电脑。
使用过程中，外力影响下大策岩石试样发生蠕变产生径向变形，此时，第一固定座1和第二固定座2会发生相对移动(相对靠拢或远离)，即就是环形变形位移推杆31端部与直线位移传感器21之间发生相对位移，直线位移传感器21的探测端即可测得位移的信息并反馈到后台电脑，通过信息处理后即可得到待测岩石试样的径向变形量。
上述直线位移传感器21为LVDT位移传感器，其测量结构较为准确。
优选的，上述第一固定座1上固定有下夹片22，上述下夹片22设置有上夹片23，上述直线位移传感器21夹持在上述下夹片22和上夹片23之间，便于夹装直线位移传感器21，拆装比较方便，省时省力。
上述承力板11上设有弧形的滑轨111，上述第二固定座2底部设有与上述滑轨111匹配的滑槽，上述滑轨111伸入上述滑槽内，当待测岩石试样发生径向变形时，第一固定座1和第二固定座2之间发生相对移动，上述第二固定座2可沿滑轨111在承力板11上相对于第一固定座1移动靠近或远离，极大程度的降低了第二固定座2与承力板11之间的摩擦力，使得测量结果比较准确。
优选的，上述弹性连接件3对称设置在上述第一固定座1及第二固定座2两侧，其布局合理，使得第一固定座1与第二固定座2之间连接比较稳定，受力比较均匀。
优选的，上述第一固定座1及第二固定座2两侧分别设有与上述弹性连接件3对应的挂构件5，上述弹性连接见3两端分别挂接在对应的挂构件5上，便于安装弹性连接件3。
上述弹性连接件3为弹簧，也可选取其他可以具有相同功能的连接件进行连接固定。
上述箍紧带4为钢带，其强度较高，也可选用其他具有高强度及韧性的物件进行替换。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种测量岩石试样环向应变的装置，其特征在于：包括第一固定座(1)和第二固定座(2)；
所述第一固定座(1)和第二固定座(2)分别设置在圆柱状待测岩石试样上部表面两侧，且相互靠近设置；
所述第一固定座(1)底部设置为与待测岩石试样外周匹配的弧面，且其靠近第二固定座(2)的一侧底部设有与待测岩石试样外周匹配的弧形的承力板(11)，所述第二固定座(2)安装在所述承力板(11)上，且其底部设置为与所述承力板(11)上表面匹配的弧面，所述第一固定座(1)和第二固定座(2)之间通过弹性连接件(3)连接固定；
所述第一固定座(1)和第二固定座(2)通过箍紧带(4)箍紧在待测岩石试样外周上；
所述第一固定座(1)上安装有直线位移传感器(21)，所述第二固定座(2)上固定有环形变形位移推杆(31)，所述直线位移传感器(21)指向环形变形位移推杆(31)，且其探测端与所述环形变形位移推杆(31)端部抵接；
所述直线位移传感器(21)外接后台电脑；
当待测岩石试样发生径向变形时，所述第二固定座(2)可沿承力板(11)相对于第一固定座(1)移动靠近或远离，且所述直线位移传感器(21)通过探测端测得位移信息并反馈给后台电脑。
2.根据权利要求1所述的一种测量岩石试样环向应变的装置，其特征在于：所述直线位移传感器(21)为LVDT位移传感器。
3.根据权利要求2所述的一种测量岩石试样环向应变的装置，其特征在于：所述第一固定座(1)上固定有下夹片(22)，所述下夹片(22)设置有上夹片(23)，所述直线位移传感器(21)夹持在所述下夹片(22)和上夹片(23)之间。
4.根据权利要求2所述的一种测量岩石试样环向应变的装置，其特征在于：所述承力板(11)上设有弧形的滑轨(111)，所述第二固定座(2)底部设有与所述滑轨(111)匹配的滑槽，所述滑轨(111)伸入所述滑槽内，当待测岩石试样发生径向变形时，所述第二固定座(2)可沿滑轨(111)在承力板(11)上相对于第一固定座(1)移动靠近或远离。
5.根据权利要求4所述的一种测量岩石试样环向应变的装置，其特征在于：所述弹性连接件(3)对称设置在所述第一固定座(1)及第二固定座(2)两侧。
6.根据权利要求5所述的一种测量岩石试样环向应变的装置，其特征在于：所述第一固定座(1)及第二固定座(2)两侧分别设有与所述弹性连接件(3)对应的挂构件(5)，所述弹性连接见(3)两端分别挂接在对应的挂构件(5)上。
7.根据权利要求6所述的一种测量岩石试样环向应变的装置，其特征在于：所述弹性连接件(3)为弹簧。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种测量岩石试样环向应变的装置，其特征在于：所述箍紧带(4)为钢带。
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