CN110864962B - 岩石试样轴向引伸计 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种岩石试样轴向引伸计,包括上圆环及下圆环;所述上圆环由两个第一半圆环拼接而成,所述下圆环由两个第二半圆环拼接而成;所述第一半圆环上设置有第一引申棒放置孔及第一柱形水平气泡;所述第一半圆环的侧壁还设置有两个第一调整孔;所述第一半圆环的两末端具体为第一卯榫结构元件;所述上圆环还包括第一固定装置;所述第一固定装置包括四个相同且中心对称设置的第一弧形不锈钢,所述第一弧形不锈钢的外侧壁还设置有第一调整配合孔,第一调整杆依次穿过所述第一调整孔及第一调整配合孔实现对所述第一弧形不锈钢的位置调整;应用本技术方案可实现结构简单、使用方便,便于推广到室内岩石力学试验领域。
Description
技术领域
本发明涉及岩石力学试验技术领域,具体是指一种岩石试样轴向引伸计。
背景技术
随着岩土工程的不断深入,岩石作为地壳分布最为广泛的天然材料,采矿、水利、隧道、管廊等工程时常遇到各种复杂的地质条件。岩石独特的力学性质如非均质性、各向异性给岩体工程施工带来了极大的不确定性,仅仅依靠理论模型和数值模拟很难准确计算出岩石的力学参数,其计算结果往往趋于简单化,与实际有很大差别,因此岩石力学试验存在其特殊的地位,为理论推导和数值模拟提供基础数据。
而现今随着实验方法和实验器材的不断改进发展,传统上下环为整体式圆环的轴向引伸计存在几个显著的问题:(1)试样安装耗时时间长,安装过程繁琐需要反复对齐上下环和调整上下环水平度;(2)并且整体式圆环引伸计匹配适用性差,如需在试样上加装新型压头,压头部分位置可能比引伸计上下环直径大,导致无法安装轴向引伸计;(3)安装引伸计上圆环时,由于对准问题的存在,经常会出现对准传感器孔时,使引伸计铜棒弯曲且对下环传感器造成损伤,且在调整铜棒下部磁芯初始位置时,由于左右手协调问题初始位置的调定并不是很准确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种岩石试样轴向引伸计,结构简单、使用方便,便于推广到室内岩石力学试验领域。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种岩石试样轴向引伸计,包括上圆环及下圆环;所述上圆环由两个第一半圆环拼接而成,所述下圆环由两个第二半圆环拼接而成;
所述第一半圆环上设置有第一引申棒放置孔及第一柱形水平气泡;所述第一半圆环的侧壁还设置有两个第一调整孔;所述第一半圆环的两末端具体为第一卯榫结构元件;所述上圆环还包括第一固定装置;所述第一固定装置包括四个相同且中心对称设置的第一弧形不锈钢,所述第一弧形不锈钢的外侧壁还设置有第一调整配合孔,第一调整杆依次穿过所述第一调整孔及第一调整配合孔实现对所述第一弧形不锈钢的位置调整;
所述第二半圆环上设置有下盘电磁传感器放置孔、下盘红外传感器指示灯放置孔及第二柱形水平气泡;所述第二半圆环的侧壁还设置有两个第二调整孔;所述第二半圆环的两末端具体为第二卯榫结构元件;所述上圆环还包括第二固定装置;所述第二固定装置包括四个相同且中心对称设置的第二弧形不锈钢,所述第二弧形不锈钢的外侧壁还设置有第二调整配合孔,第二调整杆依次穿过所述第二调整孔及第二调整配合孔实现对所述第二弧形不锈钢的位置调整;
上下对应的第一半圆环与第二半圆环之间设置有引申棒装置,所述引申棒装置的两端分别与所述第一半圆环的第一引申棒放置孔及第二半圆环上的第二引申棒放置孔连接;
所述下盘电磁传感器放置孔内放置有电磁传感器,所述下盘红外传感器指示灯放置孔中放置红外感应装置指示灯;
所述第一固定装置上夹持有上压头,所述第二固定装置上夹持有下压头,所述上压头与下压头之间设置有岩样。
在一较佳的实施例中,所述第一调整杆及第二调整杆具体均为螺杆,所述第一调整孔、第一调整配合孔、第二调整孔及第二调整配合孔具体均为螺孔,根据上压头、下压头的大小调整所述螺杆旋进螺孔的长短以此调整所述第一弧形不锈钢之间及第二弧形不锈钢之间的距离。
在一较佳的实施例中,所述第一弧形不锈钢及第二弧形不锈钢的内壁抵接所述上压头及下压头处分别设置有橡胶部。
在一较佳的实施例中,所述第一卯榫结构元件及第二卯榫结构元件具体为设置在所述第一半圆环及第二半圆环的末端上的凹槽及凸部,所述凹槽及凸部均径向设置有连接孔,所述凸部插入所述凹槽,通过连接销插入所述凹槽及凸部的连接孔实现凹槽与凸部的固定连接。
在一较佳的实施例中,一个所述的第一半圆环的两个末端设置有所述凹槽,则另一个所述的第一半圆环的两个末端设置有所述凸部;一个所述的第二半圆环的两个末端设置有所述凹槽,则另一个所述的第二半圆环的两个末端设置有所述凸部。
在一较佳的实施例中,所述引申棒装置具体为带螺纹的细小铜制细棒,上端固定一个铜帽,下端装上内壁带有螺纹的空心柱体磁芯。
相较于现有技术,本发明的技术方案具备以下有益效果:
改进后的轴向引伸计将圆环拆分成两部分,可以不因为异形压头的尺寸问题而存在加装的不便,在圆环上增加柱体水准气泡,使找平更加准确快速,固定装置由尖头螺丝变成弧形带橡胶的弧形环体,增大接触面和摩阻力的同时不会损伤岩样外层热缩管套,也使圆环固定的位置变得更加灵活,固定在压头和底座上任何位置,连接环体的螺杆,带螺纹部分与光滑部分直径偏大,不带螺纹部分可在孔中自由滑动,螺纹只起微调固定作用。在电磁传感器中内置红外传感器,通过指示灯可确定磁芯有没有到达初始位置,运用传感装置使实验前期准备工作更加精细,实验数据更加可靠。新型轴向引伸计不仅能够满足实验设备不断发展的要求适应各种带凸型接口的异形压头,更进一步完善了试验对于精准性的要求,还使得安装时间大大缩短,节约了科研时间。其结构简单、使用方便,便于推广到室内岩石力学试验领域。
附图说明
图1为本发明优选实施例中岩石试样轴向引伸计的使用状态示意图;
图2为本发明优选实施例中上圆环结构示意图;
图3为本发明优选实施例中下圆环结构示意图;
图4为本发明优选实施例中引申棒装置结构示意图;
图5为本发明优选实施例中连接销结构示意图。
具体实施方式
下文结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
一种岩石试样轴向引伸计,参考图1至5,包括上圆环及下圆环;所述上圆环由两个第一半圆环1拼接而成,所述下圆环由两个第二半圆环2拼接而成;
所述第一半圆环1上设置有第一引申棒放置孔16及第一柱形水平气泡15;所述第一半圆环1的侧壁还设置有两个第一调整孔;所述第一半圆环1的两末端具体为第一卯榫结构元件;所述上圆环还包括第一固定装置;所述第一固定装置包括四个相同且中心对称设置的第一弧形不锈钢12,所述第一弧形不锈钢 12的外侧壁还设置有第一调整配合孔,第一调整杆14依次穿过所述第一调整孔及第一调整配合孔实现对所述第一弧形不锈钢12的位置调整;
所述第二半圆环2上设置有下盘电磁传感器放置孔26、下盘红外传感器指示灯27放置孔及第二柱形水平气泡25;所述第二半圆环2的侧壁还设置有两个第二调整孔;所述第二半圆环2的两末端具体为第二卯榫结构元件;所述上圆环还包括第二固定装置;所述第二固定装置包括四个相同且中心对称设置的第二弧形不锈钢,所述第二弧形不锈钢的外侧壁还设置有第二调整配合孔,第二调整杆24依次穿过所述第二调整孔及第二调整配合孔实现对所述第二弧形不锈钢的位置调整;
上下对应的第一半圆环1与第二半圆环2之间设置有引申棒装置4,所述引申棒装置4的两端分别与所述第一半圆环1的第一引申棒放置孔16及第二半圆环2上的第二引申棒4放置孔连接;在本实施例中,所述引申棒装置4具体为带螺纹的细小铜制细棒,上端固定一个铜帽41,中部为铜棒体部分42,下端装上内壁带有螺纹的空心柱体磁芯43。所述第一引申棒放置孔16及第二引申棒4放置孔具体均为带螺纹的放置孔。且所述第二引申棒4放置孔位于所述下盘电磁传感器放置孔26内部。
所述下盘电磁传感器放置孔26内放置有电磁传感器7,所述下盘红外传感器指示灯27放置孔中放置红外感应装置指示灯;所述电磁传感器7内置有红外感应装置指示灯。所述第一固定装置上夹持有上压头3,所述第二固定装置上夹持有下压头9,所述上压头3与下压头9之间设置有岩样8。
利用半圆组合式可拆卸原理可适配各类异形压头,增加柱形水准气泡,上下部两半圆环可独立校准水平,可防止铜棒安装时弯曲,且提高上下环的水平精准度,为试验测量轴向变形提供精准度,在传感器内部另装红外位置感应器,当铜棒下部磁芯到达指定位置时,圆环上指示灯亮起,可精准调准轴向引伸计铜棒上磁芯的初始位置,提高试验的数据精准度。本发明是一种针对于岩样8 轴向引伸计适配各种异形压头,快速精准安装且精准调制初始位置的装置,满足对岩石力学试验用直径50mm岩样8搭配各种高科技异形压头,且安装耗时更短,实现快速精准装样以及磁芯初始位置调制,从而提高对岩石试验研究效率和精准度。
在本实施例中,所述第一调整杆14及第二调整杆24具体均为螺杆,所述第一调整孔、第一调整配合孔、第二调整孔及第二调整配合孔具体均为螺孔,根据上压头3、下压头9的大小调整所述螺杆旋进螺孔的长短以此调整所述第一弧形不锈钢12之间及第二弧形不锈钢之间的距离。
所述第一弧形不锈钢12及第二弧形不锈钢的内壁抵接所述上压头3及下压头9处分别设置有第一橡胶部13及第二橡胶部23,所述第一橡胶部13及第二橡胶部23也为弧形橡胶部,起到更好的保护作用。
具体来说,参考图1、2、5,所述第一卯榫结构元件及第二卯榫结构元件具体为设置在所述第一半圆环1及第二半圆环2的末端上的凹槽17及凸部18,所述凹槽17及凸部18均径向设置有连接孔,所述凸部18插入所述凹槽17,通过连接销19插入所述凹槽17及凸部18的连接孔实现凹槽17与凸部18的固定连接。为了更好的限位固定,所述连接销19的一端还设置有一限位孔191,连接销19插入所述连接孔并穿过所述凹槽17及凸部18时,其末端用一限位销192插入所述限位孔191,使连接销19与连接孔限位固定。具体来说,一个所述的第一半圆环1的两个末端设置有所述凹槽17,则另一个所述的第一半圆环1的两个末端设置有所述凸部18;一个所述的第二半圆环2的两个末端设置有所述凹槽17,则另一个所述的第二半圆环2的两个末端设置有所述凸部18。
原型轴向引伸计为普通的整体式上下圆环构成的整体式轴向引伸计,下环装载有两个电磁感应装置,上环装载有带磁芯的铜棒,上、下环都有三个尖头螺丝固定圆环位置。而改进后的轴向引伸计将圆环拆分成两部分,可以不因为异形压头的尺寸问题而存在加装的不便,在圆环上增加柱体水准气泡,使找平更加准确快速,固定装置由尖头螺丝变成弧形带橡胶的弧形环体,增大接触面和摩阻力的同时不会损伤岩样8外层热缩管套,也使圆环固定的位置变得更加灵活,固定在压头和底座上任何位置,连接环体的螺杆,带螺纹部分与光滑部分直径偏大,不带螺纹部分可在孔中自由滑动,螺纹只起微调固定作用。在电磁传感器中内置红外传感器,通过指示灯可确定磁芯有没有到达初始位置,运用传感装置使实验前期准备工作更加精细,实验数据更加可靠。新型轴向引伸计不仅能够满足实验设备不断发展的要求适应各种带凸型接口的异形压头,更进一步完善了试验对于精准性的要求,还使得安装时间大大缩短,节约了科研时间。其结构简单、使用方便,便于推广到室内岩石力学试验领域。
以下介绍利用本引伸计进行的岩样装配:
将标准岩样8中心对准下压头9的中心后上压头3对准岩样8中心,自粘性胶带固定好接触部分,再热缩管包裹好岩样。
先安装引伸计下圆环,将第二调整杆24先退出螺纹部分,待第二半圆环2 的卯榫连接处安装好整个拼接卯榫,再在下压头9选择合适部位进行固定装置的安置,先将对位两个第二半圆环2固定环初步定位,后调节第二半圆环2,借助第二柱形水平气泡25找平,找平后固定另外一组对位弧形固定环,微调固定装置时手轻按弧形固定环,同时微调第二调整杆24使其紧固。在安装完环向装置后,而后安装引伸计上圆环,先在上压头3合适位置将引伸棒装置4 伸入下盘电磁传感器7以及红外感应器装置中,初步固定安装第一半圆环1,然后通过卯榫拼接上两个第一半圆环1,通过第一柱形水平气泡15找平,微调固定装置时手轻按弧形固定环,同时第一调整杆14使其紧固。
当全部安装好后,将整个装置放上三轴仪工作台,传感器插入插头中,调整磁芯43初始位置,先将磁芯43下端转出与电磁传感器7上口平齐,用手转动铜棒体42,使整个引伸棒装置4向下转动,当磁芯43下端到达初始位置红外传感器指示灯亮起,轴向引伸计安装调试工作完成。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的设计构思并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,利用此构思对本发明进行非实质性的改动,均属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (4)
1.一种岩石试样轴向引伸计,其特征在于包括上圆环及下圆环;所述上圆环由两个第一半圆环拼接而成,所述下圆环由两个第二半圆环拼接而成; 所述第一半圆环上设置有第一引申棒放置孔及第一柱形水平气泡;所述第一半圆环的侧壁还设置有两个第一调整孔;所述第一半圆环的两末端具体为第一卯榫结构元件;所述上圆环还包括第一固定装置;所述第一固定装置包括四个相同且中心对称设置的第一弧形不锈钢,所述第一弧形不锈钢的外侧壁还设置有第一调整配合孔,第一调整杆依次穿过所述第一调整孔及第一调整配合孔实现对所述第一弧形不锈钢的位置调整; 所述第二半圆环上设置有下盘电磁传感器放置孔、下盘红外传感器指示灯放置孔及第二柱形水平气泡;所述第二半圆环的侧壁还设置有两个第二调整孔;所述第二半圆环的两末端具体为第二卯榫结构元件;所述上圆环还包括第二固定装置;所述第二固定装置包括四个相同且中心对称设置的第二弧形不锈钢,所述第二弧形不锈钢的外侧壁还设置有第二调整配合孔,第二调整杆依次穿过所述第二调整孔及第二调整配合孔实现对所述第二弧形不锈钢的位置调整; 上下对应的第一半圆环与第二半圆环之间设置有引申棒装置,所述引申棒装置的两端分别与所述第一半圆环的第一引申棒放置孔及第二半圆环上的第二引申棒放置孔连接; 所述下盘电磁传感器放置孔内放置有电磁传感器,所述下盘红外传感器指示灯放置孔中放置红外感应装置指示灯; 所述第一固定装置上夹持有上压头,所述第二固定装置上夹持有下压头,所述上压头与下压头之间设置有岩样;所述第一调整杆及第二调整杆具体均为螺杆,所述第一调整孔、第一调整配合孔、第二调整孔及第二调整配合孔具体均为螺孔,根据上压头、下压头的大小调整所述螺杆旋进螺孔的长短以此调整所述第一弧形不锈钢之间及第二弧形不锈钢之间的距离;所述第一卯榫结构元件及第二卯榫结构元件具体为设置在所述第一半圆环及第二半圆环的末端上的凹槽及凸部,所述凹槽及凸部均径向设置有连接孔,所述凸部插入所述凹槽,通过连接销插入所述凹槽及凸部的连接孔实现凹槽与凸部的固定连接。
2.根据权利要求1所述的岩石试样轴向引伸计,其特征在于,所述第一弧形不锈钢及第二弧形不锈钢的内壁抵接所述上压头及下压头处分别设置有橡胶部。
3.根据权利要求1所述的岩石试样轴向引伸计,其特征在于;一个所述的第一半圆环的两个末端设置有所述凹槽,则另一个所述的第一半圆环的两个末端设置有所述凸部;一个所述的第二半圆环的两个末端设置有所述凹槽,则另一个所述的第二半圆环的两个末端设置有所述凸部。
4.根据权利要求1所述的岩石试样轴向引伸计,其特征在于,所述引申棒装置具体为带螺纹的细小铜制细棒,上端固定一个铜帽,下端装上内壁带有螺纹的空心柱体磁芯。
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GR01 | Patent grant |