[發(fā)明專利]一種煤巖吸水自由膨脹應變測量方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610839407.2
• 申請日: 2016-09-21
• 公開（公告）號: CN106645627A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 解北京;楊潘
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學（北京）
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22;G01N33/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于煤巖吸水膨脹應變實驗的一種新的測試方法以及儀器，主要涉及煤巖的自由膨脹率。

背景技術

由于煤巖的吸水膨脹引起的工程問題受到了普遍的注意。對于煤巖吸水膨脹的實驗測定十分重要，具有很大的意義，所以對簡化煤巖吸水膨脹實驗方法以及提高精確度需要繼續(xù)提高。

目前大部分測量煤巖吸水自由膨脹的方法都是用千分尺，這種方法原則上可以得到結果，但是實際操作卻耗時長，成功實驗有困難。針對目前的這種用千分尺的方法測量煤巖吸水膨脹實驗，指出具體的幾個缺點：(1)這種實驗需要持續(xù)48h，而且千分尺的讀數(shù)需要人讀，在靠后的試驗中需要一個小時讀一次數(shù)，不能間斷，無疑需要投入大量的時間和精力；(2)容錯率低，對于人工讀數(shù)本身就很容易出現(xiàn)誤差，讀錯的情況，實驗的準確性和成功的可能性就很難保證。每次實驗都需要48h，錯一次都會對實驗的可靠性產生影響。(3)千分尺測量軸向或者徑向應變時需要保持高度的垂直，要做到十分精準很困難；(4)千分尺與試件接觸時，為了避免千分尺陷進試件中需要一塊較硬的板事先貼到上面，在測徑向時就比較困難；

煤巖實驗本身從樣本的采集，儲存，實驗，到數(shù)據(jù)處理都要求十分精細，針對目前千分尺的實驗辦法，實驗成功存在困難。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了公開一種利用應變片代替千分尺，用高速采集儀代替人工讀數(shù)和處理數(shù)據(jù)的方法，來解決實驗中測量的問題。

本發(fā)明為了實現(xiàn)這種目的采取以下技術方案：本實驗系統(tǒng)主要由容器，試樣，高速采集儀，徑向應變片和軸向應變片組成。將應變片分別貼在試件側面的中軸線中間和上表面的中間，將應變片連接到高速采集儀上，便可采集48h的數(shù)據(jù)。

所述的煤巖吸水自由膨脹應變測量方法，包括以下步驟：

步驟一：實驗要在氣溫20±2℃的常溫環(huán)境下進行；

步驟二：打磨煤塊試件，清楚表面污染物；

步驟三：將徑向和軸向應變片貼在試件上；

步驟四：將試件放入玻璃容器中；

步驟五：將應變片與動靜態(tài)儀連接，再將動靜態(tài)儀與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接；

步驟六：打開動靜態(tài)儀和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，先采集一段時間數(shù)據(jù)；

步驟七：將容器中注入水直至淹沒試件；

步驟八：實驗繼續(xù)進行48h，結束后將設備中所得到圖像保存下來，實驗結束。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明與現(xiàn)有標準方法相比，所需的實驗裝置要求簡單，無需特意定制一個容器，不需要固定試樣，只需要將試樣放在一個能夠盛水的容器中去。

2、本發(fā)明與現(xiàn)有標準方法相比，無需專人讀數(shù)，耗費大量的人力，只需設定好設備，便無需看管。

3、本發(fā)明與現(xiàn)有標準方法相比，測量精確穩(wěn)定，采樣速率高，可以頻繁的采點，得到的實驗圖像更加平滑科學。

4、本發(fā)明與現(xiàn)有標準方法相比，無需人工的處理數(shù)據(jù)，采集的的數(shù)據(jù)直接就是應變而不是形變量，最終數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)直接就可以得出實驗圖像。

5、本發(fā)明與現(xiàn)有標準方法相比，能夠同時測量多個試樣，只要數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的通道數(shù)滿足，可以同時采集十幾個到幾十個試樣的數(shù)據(jù)，這是現(xiàn)有標準放大所做不到的。

附圖說明

圖1為本發(fā)明方法的示例圖。

圖2為本實施案例軸向應變圖。

圖3為本實施案例徑向應變圖。

圖1中1-高速采集儀，2-動靜態(tài)應變儀，3-容器，4-徑向應變片，5-試樣，6-軸向應變片.

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施案例對本發(fā)明方法做進一步的詳細說明。

如圖1所示，一種煤巖吸水自由膨脹應變測量系統(tǒng)，所述高速采集儀1為HIOKI 8842T存儲記錄儀。所述動靜態(tài)應變儀2為SDY2102E動靜態(tài)應變儀。所述容器3為1000ml的燒杯。所述徑向應變片4和軸向應變片6為BX120-5AA型應變片。所述試樣5為直徑50.48mm，高度26.56mm的圓柱形煤塊。采用所述的煤巖吸水自由膨脹應變測量方法，包括以下步驟：

步驟一：實驗要在氣溫20±2℃的常溫環(huán)境下進行；

步驟二：打磨煤塊試件，清楚表面污染物；

步驟三：將徑向應變片用環(huán)氧樹脂膠在煤塊試樣的上表面的正中間，將軸向應變片環(huán)氧樹脂膠在側面的正中間。

步驟四：將試件放入燒杯中；

步驟五：將應變片與動靜態(tài)儀連接，再將動靜態(tài)儀與存儲記錄儀連接，將存儲記錄儀的采點速率設置為0.3s每次；

步驟六：打開動靜態(tài)儀和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，先采集一段時間數(shù)據(jù)；