JP2008542700A - 圧縮試験時に試験片の横変形を測定するためのカラー - Google Patents

Abstract

本発明は一軸または三軸圧縮試験時に試験片の横変形を測定するためのカラー１に関する。本発明によれば、カラー１は試験片を留めることができる開放形の金属リング２または複合材料から作られるリングを含み、リングの自由端３は距離Δを空けて離される。本発明のカラーは、リング２の自由端３の間の距離Δを直接的または間接的に測定する手段５を備え、前記手段は直線変化差分変換器形式のプローブ６を含む。本発明は、カラーと協働する試験片用保護スリーブに関するものでもある。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮試験、特に一軸または三軸圧縮試験時に試験片の横変形を測定するためのカラーに関する。

これは、標本採取現場における、実験室試験条件下での、岩石、土壌、コンクリート、セメント状材料または加工材料の、地質標本に関する多機能三軸試験の試験装置に特にその用途が見つけられる。

試験片とも呼ばれる円柱形のサンプルは、様々な圧力、荷重、温度及び排水条件をかけられる。これらのパラメータは、圧力、温度、内部または外部変位センサを用いて制御することができる。

その圧力を標本の軸方向及び／または側面に向けることができる。

明細書ＦＲ２,５６６,５３１は、スプリング式装置により保持される標本を締め付ける、ヒンジ留めされた複数の平行ロールから成るカラー形式の横変位センサを開示している。この種のカラーは最後の両方のロールの間隔を測定しながら標本の横変形を測定することができる。

明細書ＦＲ２,６６３,１２１は、地質標本用多機能三軸試験装置を開示している。この種の装置は、その中に円柱形の試験片が置かれる圧力室を含む。圧力室は、試験片に対して軸方向に一軸推力を加える少なくとも１つの圧力ジャッキを含む。

前記の円柱形の試験片の側面に流体圧力を加えながら、側圧、さらに特定して言うと半径方向の側圧が試験片に加えられる。液圧補正システムは、さらに縦荷重と半径方向荷重のバランスをとれるようにする。

また、標本は、オイルなどの流体に浸漬されており、弾性ダイアフラムで形成されるスリーブ状の鞘体により前記流体から保護される。標本の横変形を測定するために、ロール形式の既知のカラーは、鞘体を抱きながら鞘体の周りに配置される。

しかし、ロールはダイアフラムの弾性の壁に押し付けられ、それによりスリーブの周縁を回転することによりその変位を妨害する傾向があるので、この種のカラーはあまり満足すべきものでないことが判っている。

さらに、ダイアフラムの壁の弾性は測定を歪めることが判った。カラーは標本の横変形を測定するが、ダイアフラムの横変形も測定してしまう。

さらに、ロールで形成される上述の既知のカラーは比較的扱いにくく、試験装置は十分に大きい（特に幅の大きい）圧力室を設置できるものでなければならない。

本発明の目的は上記の欠点を改善する、試験片の横変形を測定するためのカラーを提供することである。

本発明のもう１つの目的は単純な設計でかつ低コストの測定カラーを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、標準的な一軸変位測定装置と協働することができる測定カラーを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、測定感度を増減することができる測定用カラーを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、本発明に係るカラーに使用する特定試験片用保護鞘体を提供することである。
本発明の他の目的及び利点は、限定的ではなく例としてのみ示されている以下の説明から明らかになる。

本発明は、まず、圧縮試験特に一軸または三軸圧縮試験時に試験片の横変形を測定するためのカラーに関するものであり、カラーが、前記試験片を締め付ける開放形の金属リングまたは複合材料のリングで形成され、その２つの自由端が距離Δを空けて離され、前記カラーが、さらに、リングの２つの前記自由端の間隔Δを直接的または間接的に測定するための手段を含み、該手段が直線変化差分変換器形式のセンサにより形成されることを特徴とする。

本発明は、また、特に鉱物、岩石及び（または）土壌、コンクリート、セメント状物質の試験片を保護するために試験装置に使用される鞘体に関するものであり、前記鞘体は弾性スリーブにより形成され、特に本発明に係る測定カラーと協働することができる。

本発明によれば、スリーブは、スリーブの円周に規則的に分散され前記カラーの休止ポイントを形成する少なくとも２つの剛体箇所をその壁に含む。

本発明は、添付図面と一緒に以下の説明を読めばさらによく理解できる。

本発明は、まず第１に、圧縮試験特に一軸または三軸圧縮試験時に試験片の横変形を測定するためのカラー１に関する。

横変形とは、円柱形試験片の縦軸に対して直角を成す平面における試験片の変形を意味する。

本発明によれば、カラー１は、前記試験片を締め付ける金属リング２または複合材料で作られたリングで形成される。リング２は開放している。

金属リングまたは複合材料で作られるリングを、単体で、または例えば溶接により接合された特に剛性または半剛性の２つの部分で形成することができる。リングは、試験片を抱くことにより試験片を締め付ける。

リング２の２つの自由端３は距離Δを空けて離される。

前記カラー１は、さらに、リング２の２つの前記自由端３の距離Δを直接的または間接的に測定するための手段８、９を含み、この手段は直線変化差分変換器形式のセンサにより形成される。

直線変化差分変換器形式のセンサはＬＶＤＴとしても知られる。

１つの実施態様によれば、カラーは、さらに測定に関する機械的フィードバック手段も含む。また、図１に示すように、センサの全体的に円柱形のボディをカラーの平面に対して直角を成すように自由端３の１つに取り付けることができ、それにより装置の側面空間の必要量を減少させることができる。

１つの実施態様によれば、センサ６はリングの自由端３の１つに取り付けられる。センサのフィンガ８は実質的にリングの平面に対して直角を成して配置され、リングの他方の自由端３に取り付けられるカム９と協働することができる。

カム９は、位置決めロッド１０の一方の端に取り付けられ、特に円錐部を含み、その母線はセンサのフィンガ８と協働することができる。

図１または２に示すように、位置決めロッドの縦軸はセンサのボディの縦軸に実質的に平行に配置される。

１つの実施態様によれば、カムはセンサのフィンガ８の縦軸に対して直角を成す平面に対して角度αの斜面を含み、測定感度を調整することができる。

図２に示すように、円錐部の母線はリングの平面に対して平行の平面と角度αを成す。また、リングの２の自由端間３の相対的変位Ｘに対して、センサのフィンガは距離Ｙ＝ｔａｎαを移動する。

角度αの選択により、カラーをセンサの行程に適合させることができ、当然測定感度を上げることができる。従って、４５°より大きい角度の場合、カムは機械的増幅器として作用する。

カムは取外し可能とすることできると有利である。使用されるセンサ、使用法または希望の感度に応じて、異なる角度αを持つ数個のカム１組を持つことができる。

１つの実施態様によれば、リング２の少なくとも１つの自由端３は、カム９を締め付けるためまたはさらにセンサ６のボディを締め付けるためにリングの平面に対して直角を成す貫通穴１１を含む。前記穴は、ネジ切りされ前記貫通穴に通じかつロックスクリュと協働することができる直交穴１２を含む。

図３に示すように、リングの自由端３は各々相互に実質的に平行の材料突起により形成される。前記貫通穴１１は、センサ６のボディまたはカム９の位置決めロッド１０が通るのに十分な大きさの直径を有する。前記穴において特には図示しないスペーサリングにより位置決めロッドを調整することができる。

１つの実施態様によれば、リングの両方の自由端３は、特に弾性手段１４を備える案内ロッドにより横へ動かされる。この案内ロッドは、カラーが、特にねじれなしに、前記自由端３が相互にほぼ相対する位置に保持されるように制御された状態で変形できるようにする。

弾性手段１４は、一方でリング２の自由端３に接しかつ他方で案内ロッドのネジ端の一方にねじ込まれるナット１５に接する圧縮バネの形をとることができる。

ナット１５は弾性手段１４の引き戻し力を調整できると有利である。

ただし、本発明は、岩石及び（または）土壌、コンクリート、セメント状物質の試験片２１特に鉱物を保護するために、例えば明細書ＦＲ２,６６３,１２１に説明されるような試験装置に使用されるための鞘体２０に関するものでもある。前記鞘体２０は弾性スリーブ２２で形成され、特に本発明に係る測定カラーと協働することができる。

本発明によれば、スリーブ２２は、スリーブの円周に規則的に分散しかつ前記カラー用の休止ポイントを形成することができる少なくとも２つの硬質箇所（ hard spots ）をその壁に含む。弾性ダイアフラム特にエラストマーからスリーブを作ることができる。硬質箇所は前記弾性ダイアフラムよりかなり大きい剛性及び試験片より大きい剛性を持つ材料により形成されると有利である。また、試験時に、硬質箇所を形成する要素の変形は試験片の変形に比べて無視できる。

１つの実施態様によれば、スリーブは前記スリーブの円周に９０度に規則的に分散する４つのポイントを含む。

１つの実施態様によれば、各硬質箇所２４は、スリーブの壁の厚みと実質的に等しい厚みを持ちかつ前記壁の両面と同一平面にある挿入物により形成される。挿入物は、さらにスリーブ２２に前記挿入物を保持するためのインターロック手段２５、２６を含む。

図４及び６に示すように、スリーブに液密性を与える調節板を形成するように前記壁に配置されるほぞ穴２６内部でスリーブの壁に沿って伸びる側方耳部２５によりインターロック手段を形成することができる。図４に点線で示すように、側方耳部２５は挿入物２４の周縁上に連続的であると有利である。

図６に示すように、ダイアフラムの変形時に、挿入物２４の耳部２５は、液密性を与えながら、スリーブの壁に配置されるほぞ穴２６内でスライドすることができる。

１つの実施態様によれば、挿入物は、スリーブの壁の曲率半径に実質的に等しい曲率半径により円弧形を有する。耳部も同じ曲率半径を示す。シリコン可撓性成形材料でスリーブを作ると有利である。スリーブは予め挿入物が配置されている金型内で複合材料を充填されて成形すると有利である。成形作業は、異物混入特に気泡の発生を防止するために真空で行われると有利である。

当然、当業者は、理解可能な他の実施態様を、本発明の範囲から逸脱することなく想定することができる。

本発明に係るカラーの斜視図である。 図１に示されるカラーの縦断面線図である。 図１に示されるカラーの部分水平断面図である。 本発明に係る試験片及び鞘体の斜視図である。 図４に示される線Ｖ−Ｖの水平断面図である。 枠VI−VIに示される鞘体の詳細図である。

Claims (12)

1. 圧縮試験、特に一軸または三軸圧縮試験時に試験片の横変形を測定するためのカラー（１）であって、
   該カラー（１）が前記試験片を締め付け可能な開放形の金属リング（２）または複合材料から作られるリングにより形成され、前記リングの２つの自由端（３）が距離Δを空けて離され、
   前記カラーが、前記リング（２）の２つの前記自由端（３）の前記距離Δを直接的または間接的に測定するための手段（５）を含み、該手段（５）が直線変化差分変換器形式のセンサ（６）から成ることを特徴とするカラー。
2. さらに測定に関する機械的フィードバック手段（７）を含むことを特徴とする、請求項１に記載のカラー。
3. 前記センサ（６）が前記リングの前記自由端（３）の１つに取り付けられ、前記センサのフィンガ（８）が前記リングの平面に対して実質的に直角を成して配置されかつ前記リングの他方の自由端（３）に取り付けられるカム（９）と協働することを特徴とする、請求項２に記載のカラー。
4. 前記カム（９）が、位置決めロッド（１０）の一方の端に取り付けられ、かつ、その母線が前記センサの前記フィンガ（８）と協働することができる円錐部を含むことを特徴とする、請求項３に記載のカラー。
5. 前記カム（９）が取り外し可能であることを特徴とする、請求項３または４に記載のカラー。
6. 前記リングの少なくとも１つの前記自由端（３）が前記カム（３）を締め付けるためまたは前記センサ（６）のボディを締め付けるために前記リングの平面に対して直角を成す貫通穴（１１）を含み、かつ該貫通穴が、該貫通穴に通じかつロックスクリュと協働可能な雌ネジ付き直交穴（１２）を備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のカラー。
7. 前記リングの両方の前記自由端が案内ロッドによって横へ動かされることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のカラー。
8. 前記カムが前記センサの前記フィンガ８の縦軸に対して直角を成す平面に対して角度αの斜面を含み、測定の感度を調節することができることを特徴とする、請求項３に記載のカラー。
9. 試験片、特に鉱物、岩石及び／または土壌、コンクリート、セメント状物質の試験片を保護するために試験装置で使用される鞘体（２０）であって、該鞘体（２０）が弾性スリーブ（２２）によって形成され、かつ請求項１に記載された測定用カラー（１）と協働することができ、前記スリーブ（２２）が前記スリーブ（２２）の円周に規則的に分散しかつ前記カラーの休止ポイントを形成する少なくとも２つの硬質箇所（２４）を前記スリーブ（２２）の壁に備えることを特徴とする、鞘体（２０）。
10. 前記各硬質箇所（２４）が前記スリーブ（２２）の前記壁の厚みと実質的に等しい厚みを持ちかつ前記壁の両面と同一平面上にある挿入物により形成され、前記挿入物がさらに前記挿入物を前記スリーブに保持するためのインターロック手段（２５、２６）を含むことを特徴とする、請求項９に記載の鞘体（２０）。
11. 前記インターロック手段が、前記スリーブに液密性を与える調節板を形成するために前記壁に配置されるほぞ穴（２６）内部で前記スリーブの壁に沿って伸びる側方耳部（２５）から成ることを特徴とする、請求項１０に記載の鞘体。
12. 前記挿入物が、前記スリーブ（２２）の前記壁の曲率半径に実質的に等しい曲率半径を持つ円弧形を有していることを特徴とする、請求項１０に記載の鞘体（２０）。

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