[實用新型]巖石徑向應變測量裝置

無效

• 申請號: 200820190364.0
• 申請日: 2008-08-19
• 公開（公告）號: CN201247053Y
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 周輝;房敬年;胡大偉;劉繼光;趙陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本實用新型涉及巖石變形測量技術領域，更具體涉及一種巖石徑向變形測量裝置。

背景技術

目前，巖石力學試驗中的變形測量方法大致可以分為三大類：機械方法、光學方法和電學方法。機械方法包括千分表法、差動變壓器測量法等；光學方法包括光彈方法、激光全息方法等；電學方法主要是電阻應變片法。

在常規三軸試驗中，對于大變形巖石徑向應變的測量，一般采用以下兩種方法：(1)間接測量方法，通過測量巖樣的體積變化(即測量壓力室內油液的排出量)和軸向變形量，計算出巖樣的徑向變形量。(2)試驗完成后測量巖樣的最終徑向變形。上述兩種方法存在的主要問題是：前者測量到的是巖樣的平均徑向變形，與一般試驗測到的徑向應變有一定差別；后者則不能測到試驗過程中每個階段試樣的徑向應變。

發明內容

本實用新型的目的是在于提供了一種巖石徑向應變測量裝置，該裝置通過鎖緊簧施加的拉力將橫向變形環固定在巖樣上，巖樣產生徑向變形，從而引起橫向變形環產生膨脹，開口增大，引起兩條引伸臂帶動滑動位移板和位移傳感器(LVDT)固定架移動，位移傳感器(LVDT)伸縮桿因而會伸長，通過公式換算就可得到圓柱形巖樣的徑向變形。試驗過程中測量點不會隨巖樣變形而變動，能準確反映巖樣同一斷面上的徑向應變變化規律。

本實用新型由橫向變形環、引伸臂、滑動位移板、位移傳感器(LVDT)、位移傳感器(LVDT)固定架、鎖緊簧組成。橫向變形環為一個，橫向變形環為開口圓形；引伸臂為兩條，與橫向變形環整體加工形成一體，兩條引伸臂上面各有四個孔，都是螺絲孔，其中各有兩個孔安裝有螺釘，用于連接鎖緊簧，另兩個孔用來安裝滑動位移板和位移傳感器(LVDT)固定架；滑動位移板為一個，滑動位移板一端是傾斜角度為30度的光滑斜面，另一端有兩個安裝孔，用螺栓通過這兩個安裝孔和引伸臂上的兩個螺絲孔把滑動位移板固定在一條引伸臂上面；位移傳感器(LVDT)固定架為一個，位移傳感器(LVDT)固定架一端有一個較大的安裝孔和一個螺絲孔，用于安裝位移傳感器(LVDT)，另一端開有兩個安裝孔，用螺栓通過這兩個安裝孔和引伸臂上的兩個螺絲孔把位移傳感器(LVDT)固定架固定在一條引伸臂上面；位移傳感器(LVDT)為一個，位移傳感器(LVDT)安裝在位移傳感器(LVDT)固定架一端的安裝孔中；鎖緊簧為兩根，兩鎖緊簧的兩端分別安裝在引伸臂螺絲孔上的螺釘頂端連接，把橫向變形環固定在巖樣上。

試驗時，先將橫向變形環套在巖樣上，然后松開鎖緊簧，在鎖緊簧的拉力作用下，橫向變形環與巖樣表面緊密接觸，從而使其牢固地固定在巖樣上，保證試驗過程中橫向變形環與巖樣在軸向方向上不會發生滑移，能準確測量巖樣同一斷面上的徑向變形。

試驗過程中，巖樣產生徑向變形，從而引起橫向變形環產生膨脹，開口增大，引起兩條引伸臂帶動滑動位移板和位移傳感器(LVDT)固定架移動，位移傳感器(LVDT)伸縮桿因而會伸長，與位移傳感器(LVDT)相連的數據采集器通過計算機就會把伸縮桿的變形記錄下來。由于對稱性，滑動位移板和位移傳感器(LVDT)固定架移動的位移相等，記為x，則橫向變形環的周長增加了2x，位移傳感器

(LVDT)伸縮桿和滑動位移板斜面的相對水平位移也為2x，如圖1所示，記滑動位移板斜面的傾斜角度為θ，記位移傳感器(LVDT)伸縮桿垂直方向上的伸長量為y，如圖11所示：

y＝2x·tgθ?????????????????????????????????????????(1)

假定試驗前巖樣的直徑為D，試驗過程中巖樣直徑的增加量為ΔD，則有：

π·ΔD＝2x????????????????????????????????????????????(2)

由公式(1)、(2)可以得到試驗過程中巖樣的徑向應變為

ϵv=ΔDD=yπDctgθ---(3)]]>