CN207541066U - 岩石膨胀试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种岩石膨胀试验装置，包括用于放置岩石试样的容器、控制器、底盘、支架及五个红外传感器，所述容器放置于所述底盘上，所述支架包括竖杆及与所述竖杆垂直连接的横杆，所述竖杆设置在所述底盘上，所述横杆位于所述容器的上方，一个所述红外传感器设置在所述横杆的自由末端且位于所述容器的上方，剩余四个所述红外传感器均匀布置在所述容器的内壁上，且且四个所述红外传感器位于同一水平面，所述控制器与每个所述红外传感器电性连接，每个所述红外传感器分别采集自身与所述岩石试样浸水前后的距离并发送给所述控制器，以使所述控制器计算出所述岩石试样的膨胀系数；所述岩石膨胀试验装置结构简单易操作，且精准度高。

Description

岩石膨胀试验装置

技术领域

本实用新型涉及岩石膨胀技术领域，特别是涉及一种岩石膨胀试验装置。

背景技术

在岩石膨胀试验技术领域中，岩石膨胀试验包括岩石自由膨胀率试验和岩石膨胀压力试验，在进行岩石膨胀试验时，需要测量相关数据以计算膨胀率或膨胀系数，所述膨胀率是不易崩解的岩石试样在浸水后产生的径向和轴向变形与试样的原直径和高度之比，以百分数表示。

现有技术中，采用的岩石膨胀试验装置一般都是由千分表和容器组成，获取数据是通过人为读取千分表的读数，但是通过人为读数会存在一定的误差，准确率不高，而且试验过程中也需要多次频繁的进行读数，因此就会降低精确度，影响整个实验过程。

实用新型内容

鉴于上述状况，有必要提供一种岩石膨胀试验装置，以解决现有技术中精确度低的问题。

一种岩石膨胀试验装置，包括用于放置岩石试样的容器、控制器、底盘、支架及五个红外传感器，所述容器放置于所述底盘上，所述支架包括竖杆及与所述竖杆垂直连接的横杆，所述竖杆设置在所述底盘上，所述横杆位于所述容器的上方，一个所述红外传感器连接在所述横杆的自由末端且位于所述容器的上方，剩余四个所述红外传感器均布布置在所述容器的内壁上，且且四个所述红外传感器位于同一水平面；

所述控制器与每个所述红外传感器电性连接，每个所述红外传感器分别采集自身与所述岩石试样浸水前后的距离并发送给所述控制器，以使所述控制器计算出所述岩石试样的膨胀系数。

本实用新型中的岩石膨胀试验装置结构简单，通过增设五个红外传感器以及与每个所述红外传感器电线连接的控制器，一个所述红外传感器布置在容器的上方，便于测试所述容器内的岩石试样的轴向数据并发送至所述控制器，剩余四个所述红外传感器均匀布置在所述容器的内壁上，便于测试采集所述岩石试样的径向数据并发送至所述控制器，综合所述轴向数据和所述径向数据，所述控制器可以精准计算所述岩石试样的相关膨胀系数或膨胀率，使得计算出的数据和结果更加精准。

进一步地，所述竖杆竖直设置在所述底盘上，所述横杆水平布置，设置在所述横杆上的所述红外传感器位于所述容器的正中上方，所述横杆的固定端通过第一调节组件与所述竖杆的自由末端连接。

进一步地，所述第一调节组件包括第一卡环和第一调节螺柱，所述第一卡环套设于所述竖杆上，所述第一调节螺柱装配在所述第一卡环上，所述横杆的固定端固设于所述第一调节螺柱上。

进一步地，所述横杆的自由末端设有第二调节组件，所述横杆上的所述红外传感器通过所述第二调节组件连接在所述横杆上。

进一步地，所述第二调节组件包括第二卡环和第二调节螺柱，所述第二卡环套设于所述横杆的自由末端，所述第二调节螺柱装配在所述第二卡环上，所述横杆上的所述红外传感器固设于所述第二调节螺柱上。

进一步地，所述底盘上设有导轨，所述竖杆的滑动端设有滑动组件，所述滑动组件滑设于所述导轨上。

进一步的，所述滑动组件包括一固定板和滑轮，所述竖杆设置在所述固定板的顶部，所述滑轮通过所述滑轮支架安装于所述固定板的底部，所述滑轮与所述导轨滑动连接。

进一步地，所述红外传感器的精度是0.001mm。

进一步地，所述容器的底端设有一导流管，所述导流管的端口处设有用于密封的活塞。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例中的岩石膨胀试验装置的结构示意图；

图2为本实用新型第二实施例中的岩石膨胀试验装置的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供该实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，为本实用新型实施例中的岩石膨胀试验装置，所述岩石膨胀试验装置包括底盘10、容器20、支架30、五个红外传感器40以及与所述五个红外传感器电性连接的控制器50。

所述容器20放置于所述底盘10上，所述容器20可以用于放置岩石试样，所述容器20呈圆形，且由玻璃材质制作而成，在其他实施例中，所述容器20 还可以为方形。

所述支架30设于所述底盘10上，所述支架30包括竖杆31、横杆32、第一调节组件33、第二调节组件34及滑动组件35。

所述竖杆31竖直设置在所述底盘10上，所述横杆32水平布置且所述竖杆 31垂直连接，且所述横杆32的固定端与所述竖杆31的自由末端连接。

所述横杆32的固定端与所述竖杆31的自由末端通过所述第一调节组件33 连接，所述第一调节组件33包括第一卡环331和第一调节螺柱332，所述第一卡环331套设于所述竖杆31上，所述第一调节螺柱332装配在所述第一卡环331 上，所述第一调节螺柱332上设有一通孔，所述横杆32的固定端通过所述通孔固定在所述第一调节螺柱332上，所述第一调节螺柱332可以通过螺母将所述第一卡环331夹合，以使所述横杆32可以固定且可以上下移动，因此可以通过所述第一调节组件33来调节所述横杆32的高度。

所述横杆32的自由末端安装有所述第二调节组件34，所述第二调节组件 34包括第二卡环341和第二调节螺柱342，所述第二卡环341套设于所述横杆 32的自由末端，所述第二调节螺柱342装配在所述第二卡环341上，一个所述红外传感器40固定安装在所述第二调节螺柱342上，以使所述红外传感器40 位于所述容器20的正中上方，所述横杆32上的所述红外传感器40还可以通过所述第二调节组件34在所述容器20的上方水平移动。

所述底盘10上设有一导轨11，所述竖杆31的滑动端通过所述滑动组件35 设置在所述导轨11上，所述滑动组件35滑设于所述导轨11上。

所述滑动组件35包括一固定板351和滑轮352，所述竖杆31安装在所述固定板351的顶部，所述滑轮352通过滑轮支架固定在所述固定板351的底部，所述滑轮352可以在所述导轨11滑动，因此，所述支架30可以通过所述滑动组件35在所述导轨11上移动。

剩余的四个所述红外传感器40均匀布置在所述容器20的内壁上，且四个所述红外传感器40位于同一水平面上，在图1中，所述容器内有两个所述红外传感器40标注，另外两个所述红外传感器40在图中未显示标注，标注的两个所述红外传感器40分别与未标注的两个所述红外传感器相对分布。

在所述岩石膨胀试验装置中，五个所述红外传感器40分别用于采集自身与所述岩石试样浸水前后的距离，其中，所述红外传感器的精度是0.001mm。

所述控制器50与每个所述红外传感器40电性连接，每个所述红外传感器 40分别将采集到的自身与所述岩石试样浸水前后的距离发送给所述控制器50，以使所述控制器计算出所述岩石试样的膨胀系数。

本实施例中的所述控制器50为计算机，每个所述红外传感器40将采集到的自身与所述岩石试样浸水前后的距离并无线发送给所述计算机，以使所述计算机能够计算出所述岩石试样的膨胀系数。

具体测试过程为以下两个阶段：

第一阶段：假定所述容器20的内壁直径为100mm，设置在所述容器20上方的所述红外传感器40与所述容器20内底部的距离为200mm，先将岩石试样放入到所述容器10中，此时所述容器上方和四周的所述红外传感器40分别会采集自身与所述岩石试样的距离发送给计算机，假定所述容器上方的所述红外传感器40测定的距离为150mm，则所述计算机即可得知所述岩石试样的原始高度为50mm，沿X方向设置在所述容器20内壁的两个所述红外传感器40测定的距离之和60mm，沿Y方向设置在容器内壁的两个红外传感器测定的距离之和为70mm，因此计算机可以计算出所述岩石试样的原始长度为40mm，宽为 30mm。

第二阶段：然后往所述容器20内注入水，以使所述岩石试样完全浸入水中，经过一定时间后，所述容器上方和四周的所述红外传感器40继续分别采集自身与所述岩石试样的距离，与第一阶段类似，可以得到，所述容器上方的所述红外传感器40测定的距离为130mm，沿X方向的距离之和50mm，沿Y方向的距离之和为60mm，因此计算机可以计算出所述岩石试样膨胀后，所述岩石试样的高度变为70mm，长度变为50mm，宽度变为40mm；之后，计算机可以结合所接收到的数据，计算出所述岩石试样的轴向自由膨胀率为 (70-50)/50*100％＝40％，径向自由膨胀率为(D1+D2)/2*100＝29％，其中，D1为 (50-40)/40＝0.25，D2为(40-30)/30＝0.33。

本实施例中的岩石膨胀试验装置结构简单，通过增设五个红外传感器以及与每个所述红外传感器电线连接的控制器，一个所述红外传感器布置在容器的上方，便于测试所述容器内的岩石试样的轴向数据并发送至所述控制器，剩余四个所述红外传感器均匀布置在所述容器的内壁上，便于测试采集所述岩石试样的径向数据并发送至所述控制器，综合所述轴向数据和所述径向数据，所述控制器可以精准计算所述岩石试样的相关膨胀系数或膨胀率，使得计算出的数据和结果更加精准。

请参阅图2，为本实用新型第二实施例中的岩石膨胀试验装置，本实施例中的岩石膨胀试验装置与第一实施例中的岩石膨胀试验装置大抵相同，不同之处在于，本实施例中的岩石膨胀试验装置还包括导流管60和活塞70，所述导流管60安装在所述容器20的底端，所述活塞70设置在所述导流管60的端口处，用于密封所述导流管60的端口，当所述容器20内的岩石试样浸水膨胀稳定后，打开所述活塞70，以使所述容器20内的水通过所述导流管60流出，操作方便。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种岩石膨胀试验装置，包括用于放置岩石试样的容器，其特征在于，所述岩石膨胀试验装置还包括控制器、底盘、支架及五个红外传感器，所述容器放置于所述底盘上，所述支架包括竖杆及与所述竖杆垂直连接的横杆，所述竖杆设置在所述底盘上，所述横杆位于所述容器的上方，一个所述红外传感器连接在所述横杆的自由末端且位于所述容器的上方，剩余四个所述红外传感器均匀布置在所述容器的内壁上，且四个所述红外传感器位于同一水平面；

所述控制器与每个所述红外传感器电性连接，每个所述红外传感器分别采集自身与所述岩石试样浸水前后的距离并发送给所述控制器，以使所述控制器计算出所述岩石试样的膨胀系数。

2.根据权利要求1所述的岩石膨胀试验装置，其特征在于，所述竖杆竖直设置在所述底盘上，所述横杆水平布置，设置在所述横杆上的所述红外传感器位于所述容器的正中上方，所述横杆的固定端通过第一调节组件与所述竖杆的自由末端连接。

3.根据权利要求2所述的岩石膨胀试验装置，其特征在于，所述第一调节组件包括第一卡环和第一调节螺柱，所述第一卡环套设于所述竖杆上，所述第一调节螺柱装配在所述第一卡环上，所述横杆的固定端固设于所述第一调节螺柱上。

4.根据权利要求2所述的岩石膨胀试验装置，其特征在于，所述横杆的自由末端设有第二调节组件，所述横杆上的所述红外传感器通过所述第二调节组件连接在所述横杆上。

5.根据权利要求4所述的岩石膨胀试验装置，其特征在于，所述第二调节组件包括第二卡环和第二调节螺柱，所述第二卡环套设于所述横杆的自由末端，所述第二调节螺柱装配在所述第二卡环上，所述横杆上的所述红外传感器固设于所述第二调节螺柱上。

6.根据权利要求2所述的岩石膨胀试验装置，其特征在于，所述底盘上设有导轨，所述竖杆的滑动端设有滑动组件，所述滑动组件滑设于所述导轨上。

7.根据权利要求6所述的岩石膨胀试验装置，其特征在于，所述滑动组件包括一固定板和滑轮，所述竖杆设置在所述固定板的顶部，所述滑轮通过滑轮支架安装于所述固定板的底部，所述滑轮与所述导轨滑动连接。

8.根据权利要求1所述的岩石膨胀试验装置，其特征在于，所述红外传感器的精度是0.001mm。

9.根据权利要求1所述的岩石膨胀试验装置，其特征在于，所述容器的底端设有一导流管，所述导流管的端口处设有用于密封的活塞。