[發明專利]環向角度及環向位移測量裝置和方法

有效

• 申請號: 201711169296.X
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107748112B
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 周輝;謝業統;盧景景;張傳慶;胡大偉;姜玥;韓鋼;李華志
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/06
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 宋南

本發明提供的環向角度及環向位移測量裝置和方法，涉及環剪試驗技術領域。該環向角度及環向位移測量裝置包括測量滑塊、測量傳感器和支架。測量滑塊安裝在剪切盒上，測量傳感器與測量滑塊連接，測量傳感器固定安裝在支架上。剪切盒用于對測試樣本進行環剪試驗，在環剪試驗中，測量滑塊隨著剪切盒轉動，測量滑塊轉動使測量傳感器產生軸向位移，從而通過測量傳感器能夠計算出剪切盒的環向角度及環向位移，測量方便，測試結果準確。本發明提供的環向角度及環向位移測量方法，操作簡單，測量精確，有助于提高環剪試驗的效率及成功率。

技術領域

本發明涉及環剪試驗技術領域，具體而言，涉及一種環向角度及環向位移測量裝置和方法。

背景技術

巖石的抗剪強度是評價巖石力學性質的重要指標之一，準確的獲取強度參數對巖體工程具有重要的實際意義。現階段，巖石抗剪強度主要通過室內試驗獲取，主要試驗類型有：常規三軸試驗、直接剪切試驗及楔形剪切試驗等。

分析現有的試驗實現方式，巖石在受剪過程中剪切面上受力不均勻，且變形具有延遲性，不能準確反映巖石的剪切強度。巖石拉壓環剪試驗儀通過采用環形試樣，施加扭力的方式，使得巖石在剪切面上均勻受力且變形均勻。

目前，關于巖石環剪試驗技術，存在以下問題：缺少針對該環剪實驗過程中巖石環向角度應變，以及巖石環向位移應變的測量裝置與方法。

有鑒于此，設計制造出一種適用于環剪試驗時的環向角度及環向位移測量裝置是目前環剪試驗技術領域中急需改善的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種環向角度及環向位移測量裝置，能夠在環剪試驗過程中，快捷方便地測量測試樣本的環向旋轉角度和環向位移，對分析巖樣在剪切過程中的應變提供了一種新的測量裝置，對研究和評價巖石的力學性能具有重要意義。

本發明的目的還在于提供一種環向角度及環向位移的測量方法，通過在下剪切盒上固定安裝測量滑塊，將測量傳感器安裝在環剪設備的框架上，當試驗過程中測試樣本受到剪切力時，下剪切盒會轉動，測量滑塊也會隨著轉動，從而使得測量傳感器產生軸向位移。通過測量傳感器測得的測量滑塊的環向角度及環向位移，進而能夠獲得下剪切盒、測試樣本在環剪試驗中的環向角度及環向位移。該環向角度及環向位移的測量方法操作方便，測量精確，有利于提高環剪試驗的效率及成功率。

本發明改善其技術問題是采用以下的技術方案來實現的。

本發明提供的一種環向角度及環向位移測量裝置，所述環向角度及環向位移測量裝置包括測量滑塊、測量傳感器和支架。

所述測量滑塊安裝在剪切盒上，所述測量傳感器與所述測量滑塊連接，所述測量傳感器固定安裝在所述支架上。

所述剪切盒用于對測試樣本進行環剪試驗，在所述環剪試驗中，所述測量滑塊隨著所述剪切盒轉動，所述測量滑塊轉動使所述測量傳感器產生軸向位移，從而通過所述測量傳感器能夠計算出所述剪切盒、所述測試樣本的環向角度及環向位移。

進一步地，所述剪切盒包括上剪切盒和下剪切盒，所述上剪切盒與所述下剪切盒之間粘接有所述測試樣本；所述上剪切盒固定在環剪設備的框架上，所述測量滑塊固定連接在所述下剪切盒上。

進一步地，所述環剪設備為所述上剪切盒提供法向應力，所述環剪設備為所述下剪切盒提供扭矩，使所述測試樣本發生剪切變形。

進一步地，所述測量滑塊采用鋼材制作而成，所述測量滑塊與所述下剪切盒通過螺栓固定連接。

進一步地，所述測量滑塊遠離所述下剪切盒的一側設有弧形凹陷部，所述弧形凹陷部與所述測量傳感器相對設置。

進一步地，所述測量傳感器包括傳感器本體、導線和指針，所述傳感器本體固定安裝在所述支架上，所述導線設于所述傳感器本體的一端，所述指針設于所述傳感器本體的另一端；所述導線與計算機控制系統連接，用于信號傳輸，所述指針指向所述弧形凹陷部。