CN209215096U - 一种自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置，其包括测量架和监测装置，测量架包括固定架，固定架包括底座，底座通过若干支撑柱与顶板连接，顶板中部套设有固定台，固定台中部套设有加载装置；加载装置包括液压千斤顶，液压千斤顶的通过导液管与电液伺服试验机连接；电液伺服试验机与试验机控制终端连接；监测装置包括设置于待测岩石试件上的超声波探头、应变片和铜片电极，超声波探头与超声波检测仪电连接，应变片与电阻应变仪电连接，铜片电极与电阻率测量仪电连接。本实用新型能够解决现有技术中无法监测在连续加载过程下的岩石损伤破坏情况及对应的视电阻率值的问题，该装置便于操作、精度高、可靠性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩石测试技术领域，具体涉及一种自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置。
背景技术
岩体是地质历史的产物，在其形成和发展的过程中，由于内力地质作用和外力地质作用的影响，岩体具有大量不同序次的破裂面。岩石损伤定量化的测定方法有CT扫描微裂纹、电测法、激光散斑法、超声波探测法、声发射法、切片观察法等，比较常用的无损测试方法有超声波探测法、电测法和激光散斑法，超声波探测法是对岩石进行压缩试验或蠕变试验，通过预先设置的探头分析超声波波速的变化来评价岩石的损伤破坏程度，目前超声波探测法被广泛用于岩石损伤的测试。
岩石视电阻率是表征岩石导电性的重要参数之一，岩石在损伤破裂失稳的过程中，其内部裂隙的产生、发展和贯通等都会导致岩石导电性质发生变化。
研究岩体损伤、裂隙演化和视电阻率的定量关系对于岩体力学的发展具有十分重要的意义。在铁路、公路、水电、采矿等行业中出现了很多深部岩体工程，对于长大深埋隧道、深采矿巷道、海底隧道等复杂条件下的岩石损坏破坏和视电阻率研究中，需要的测量岩石损伤破坏及视电阻率的仪器严重缺乏，阻碍岩石损伤破坏及视电阻率的定量关系研究。
现有方法中测量岩石视电阻率值和损伤破坏程度的方法自动化程度不足，在对岩石加载时，很难实现通过连续加载过程得到岩石在不同载荷下的损伤破坏情况，以及与载荷对应的视电阻率值，由此造成试验数据呈离散状态，难以获得其真实变化情况。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中无法监测在连续加载过程下的岩石损伤破坏情况及对应的视电阻率值的问题的自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用了下列技术方案：
提供了一种自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置，其包括测量架和监测装置，测量架包括固定架，固定架包括底座，底座通过若干支撑柱与顶板连接，顶板中部套设有固定台，固定台中部套设有加载装置；加载装置包括液压千斤顶，液压千斤顶的通过导液管与电液伺服试验机连接；电液伺服试验机与试验机控制终端连接；监测装置包括设置于待测岩石试件上的超声波探头、应变片和铜片电极，超声波探头与超声波检测仪电连接，应变片与电阻应变仪电连接，铜片电极与电阻率测量仪电连接。
上述技术方案中，优选的，底座上设置有限位套，限位套包括固定设置于底座上的下压板和设置于待测岩石试件上端的上压板。
上述技术方案中，优选的，底座上设置有挡板。
上述技术方案中，优选的，上压板和下压板相对的侧面上对称设置有限位卡环。
上述技术方案中，优选的，下压板上位于限位卡环外侧的位置处设置限位螺钉。
上述技术方案中，优选的，限位卡环外侧面上设置有限位螺钉配合的外螺纹。
上述技术方案中，优选的，限位卡环内侧设置填料环。
上述技术方案中，优选的，上压板和下压板相对的侧面上铺设有绝缘垫。
上述技术方案中，优选的，超声波探头上套设有保护罩，铜片电极和应变片外侧套设有弹性橡胶圈。
上述技术方案中，优选的，试验机控制终端、超声波检测仪、电阻应变仪和电阻率测量仪分别与计算机终端固定连接。
本实用新型提供的上述自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置的主要有益效果在于：
本实用新型通过设置液压千斤顶和电液伺服试验机，通过控制电液伺服试验机对岩石试件自动施加可连续变化的载荷，实现对岩石试件在连续变化的加载下，损伤破坏程度变化的模拟；通过设置应变片、超声波探头和铜片电极，能够对岩石试件超声波波速、应力-应变数据和视电阻率值的变化过程进行实时监测。
通过设置限位卡环，能够有效固定岩石试件；通过设置填料环，有效限制岩石试件在受液压千斤顶加载过程中的移动；通过设置绝缘垫，能够提高岩石试件的视电阻率测量精度；通过设置挡板，防止岩石试件突然破坏产生的碎块或岩屑飞射；通过设置弹性橡胶圈固定铜片电极和应变片，防止其脱落。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是限位套与岩石试件的连接关系示意图。
其中，1、测量架，11、固定架，111、底座，112、顶板，113、支撑柱，12、固定台，13、限位套，131、上压板，132、下压板，133、限位卡环，134、限位螺钉，14、挡板，2、加载装置，21、液压千斤顶，22、导液管，23、电液伺服试验机，24、试验机控制终端，3、监测装置，31、超声波检测仪，311、超声波探头，32、电阻率测量仪，321、铜片电极，33、电阻应变仪，331、应变片，34、计算机终端，4、岩石试件。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，其为自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置的结构示意图。
本实用新型的自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置包括测量架1和监测装置3，测量架1包括固定架11，固定架11包括底座111，底座111通过若干支撑柱113与顶板112连接，顶板12中部套设有固定台12，固定台12中部套设有加载装置2，加载装置2包括液压千斤顶21，液压千斤顶21的通过导液管22与电液伺服试验机23连接；电液伺服试验机23与试验机控制终端24连接。
底座111上设置有限位套13，如图2所示，限位套13包括固定设置于底座111上的下压板132和设置于待测岩石试件4上端的上压板131。底座111上设置有环形的透明挡板14，以防止实验中的待测岩石试件4突然破坏产生的碎石块或岩屑飞射。
监测装置3包括设置于待测岩石试件4上的超声波探头311、应变片331和铜片电极321，超声波探头311与超声波检测仪31电连接，应变片331与电阻应变仪33电连接，铜片电极321与电阻率测量仪32电连接；试验机控制终端24、超声波检测仪31、电阻率测量仪32和电阻应变仪33分别与计算机终端33固定连接。通过计算机终端33的监测数据进行存储和处理，得到相应数据。
优选的，上压板131和下压板132相对的侧面上对称设置有限位卡环133；下压板132上位于限位卡环133外侧的位置处均布设置有若干限位螺钉134，限位卡环133外侧面上设置有限位螺钉134配合的外螺纹。通过限位卡环133与限位螺钉134间的螺纹配合，以固定限位卡环133。
可选的，限位卡环133内侧设置填料环。以防止液压千斤顶21在加载过程中，待测岩石试件4在压力作用下发生偏移；通过设置填料环和限位卡环133，能够有效固定岩石试件4，保证测量的准确性。
优选的，上压板131和下压板132相对的侧面上铺设有绝缘垫。由于铜片电极321会向岩石试件4通电，通过设置绝缘垫，能够避免上压板131和下压板132影响电阻率测量仪32的测量，从而能够提高岩石试件4的视电阻率测量精度。
优选的，超声波探头311上套设有保护罩，铜片电极321和应变片10外侧套设有弹性橡胶圈。以防止监测部件在试验过程中受损或脱落。
可选的，电液伺服试验机23的型号为YAW型电液伺服压力试验机，试验机控制终端24为相配套的控制终端，试验机控制终端24通过信号传输导线与计算机终端34连接；电阻应变仪33的型号为LB—IV型多通道数学应变仪；电阻率测量仪32的型号为U-RT-1型岩石电阻率测量仪；超声波检测仪31采用ZBL—U520非金属超声波检测仪，超声波探头311采用规格为2.5P20的超声波探伤仪直探头。
在实际使用中，首先预制符合试验要求的岩石试件4，其尺寸可控制在 左右。然后将岩石试件4放到下压板132上并通过限位卡环133和限位螺钉134固定；再将上压板131放到岩石试件4顶端并通过限位卡环133和限位螺钉134固定。
将超声波探头311通过医用粘合剂对称固定在岩石试件4两侧并通过信号传输导线与超声波检测仪31连接；将应变片331和铜片电极321通过医用粘合剂对称固定在岩石试件4两侧并通过信号传输导线与电阻应变仪33和电阻率测量仪32连接；将超声波检测仪31、电阻应变仪33和电阻率测量仪32通过信号传输导线与计算机终端34固定连接。
启动计算机终端34，超声波检测仪31、电阻应变仪33和电阻率测量仪32测量初始状态下岩石试件4的超声波波速、应力-应变数据和视电阻率值并将测量的数据实时传递给计算机终端33。
通过试验机控制终端24启动电液伺服试验机23，从而驱动液压千斤顶21移动，采用力加载模式对岩石试件4进行单轴压缩试验，加载速度可在0.1—20KN/s范围内连续调节，从而模拟连续变化的加载力，使岩石试件4逐步遭受破坏，超声波检测仪31、电阻应变仪33和电阻率测量仪32实时测量岩石试件4的超声波波速的变化、应力-应变数据和视电阻率值，并将数据实时传递给计算机终端34；直至岩石试件4产生宏观裂纹，停止此次试验。
将液压千斤顶14复位，清理上压板131和下压板132之间的碎石块，准备下次试验，直至试验结束；最后从计算机终端34中提取试验数据，并对试验数据进行分析。
上面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。
Claims (10)
1.一种自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置，其特征在于，包括测量架(1)和监测装置(3)，所述测量架(1)包括固定架(11)，所述固定架(11)包括底座(111)，底座(111)通过若干支撑柱(113)与顶板(112)连接，顶板中部套设有固定台(12)，固定台(12)中部套设有加载装置(2)；
所述加载装置(2)包括液压千斤顶(21)，所述液压千斤顶(21)的通过导液管(22)与电液伺服试验机(23)连接；电液伺服试验机(23)与试验机控制终端(24)连接；
所述监测装置(3)包括设置于待测岩石试件(4)上的超声波探头(311)、应变片(331)和铜片电极(321)，所述超声波探头(311)与超声波检测仪(31)电连接，所述应变片(331)与电阻应变仪(33)电连接，所述铜片电极(321)与电阻率测量仪(32)电连接。
2.根据权利要求1所述的自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置，其特征在于，所述底座(111)上设置有限位套(13)，所述限位套(13)包括固定设置于底座(111)上的下压板(132)和设置于待测岩石试件(4)上端的上压板(131)。
3.根据权利要求1所述的自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置，其特征在于，所述底座(111)上设置有挡板(14)。
4.根据权利要求2所述的自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置，其特征在于，所述上压板(131)和下压板(132)相对的侧面上对称设置有限位卡环(133)。
5.根据权利要求4所述的自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置，其特征在于，所述下压板(132)上位于限位卡环(133)外侧的位置处设置限位螺钉(134)。
6.根据权利要求5所述的自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置，其特征在于，所述限位卡环(133)外侧面上设置有限位螺钉(134)配合的外螺纹。
7.根据权利要求4所述的自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置，其特征在于，所述限位卡环(133)内侧设置填料环。
8.根据权利要求4所述的自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置，其特征在于，所述上压板(131)和下压板(132)相对的侧面上铺设有绝缘垫。
9.根据权利要求1所述的自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置，其特征在于，所述超声波探头(311)上套设有保护罩，所述铜片电极(321)和应变片外侧套设有弹性橡胶圈。
10.根据权利要求3所述的自动式岩石损伤破坏试验中的视电阻率测量装置，其特征在于，所述试验机控制终端(24)、超声波检测仪(31)、电阻应变仪(33)和电阻率测量仪(32)分别与计算机终端(34)固定连接。
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