[發明專利]真三軸剪切試驗過程巖石變形信息精確測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202110556234.4
• 申請日: 2021-05-21
• 公開（公告）號: CN113281193B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 趙駿;馮夏庭;楊成祥;江夢飛
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/06
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 尚云飛

一種真三軸剪切試驗過程巖石變形信息精確測量裝置及方法，屬于巖石力學試驗技術領域。所述真三軸剪切試驗過程巖石變形信息精確測量裝置包括支撐平臺、變形定位單元、剪切盒以及設置于變形定位單元、剪切盒的切向變形測量單元、側向變形測量單元和法向變形測量單元，變形定位單元包括四個橫向變形定位板和兩個法向變形定位板，剪切盒包括剪切第一加載板、剪切第二加載板、剪切第三加載板、剪切第四加載板、側向第一加載板、側向第二加載板、側向第三加載板、側向第四加載板和法向上加載板。所述真三軸剪切試驗過程巖石變形信息精確測量裝置及方法能夠實現在真三軸剪切試驗過程巖石分區變形信息的精準測量。

技術領域

本發明涉及巖石力學試驗技術領域，特別涉及一種真三軸剪切試驗過程巖石變形信息精確測量裝置及方法，特別適用巖石在全應力空間加載下的剪切試驗。

背景技術

巖石的力學特性一般包括強度參數和變形參數，不論是強度參數還是變形參數，都不能通過試驗直接獲得，都需要通過分析巖石的變形特征間接分析獲得。因此，巖石室內試驗過程變形信息的精確測量變得異常重要。

常用的變形測量方法包括兩種：應變片式變形測量和線性位移式變形測量，應變片式變形測量一般只能測量巖石的局部變形，并不能完全反映巖石的整體變形特征，而且巖石非均質性，導致這種局部變形測量方式逐漸被淘汰。現在普遍使用的是通過線性位移式的傳感器進行巖石整體變形測量。

對于巖石直接剪切力學試驗，目前一般僅測量2個變形量，分別為法向變形和剪切方向上下巖石的相對位移。但是，巖石直接剪切過程中，存在著7種變形，分別為上部分巖石剪切方向的壓縮變形、下部分巖石剪切方向壓縮變形、上部分巖石側向膨脹變形、下部分巖石側向膨脹變形、剪切方向上下巖石相對位移、法向剪脹變形和側向方向上下巖石相對位移。尤其對于真三軸剪切試驗時，由于受力狀態與直剪試驗完全不同，這些變形量存在著明顯的差別，更加應該引起關注。

因此，有必要研究新的真三軸剪切過程巖石變形信息精確測量裝置及方法，精確獲得巖石剪切過程變形數據，為研究巖石剪切過程的破壞機理提供更加準確的數據支撐。

發明內容

為了解決現有技術存在的技術問題，本發明提供了一種真三軸剪切試驗過程巖石變形信息精確測量裝置及方法，實現在真三軸剪切試驗過程巖石分區變形信息的精準測量。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種真三軸剪切試驗過程巖石變形信息精確測量裝置，包括：

支撐平臺；

變形定位單元，所述變形定位單元包括設置于支撐平臺四個對角處的橫向第一變形定位板、橫向第二變形定位板、橫向第三變形定位板和橫向第四變形定位板，以及沿著巖樣切向方向設置的法向第一變形定位板和法向第二變形定位板；

剪切盒，所述剪切盒包括設置于巖樣切向的剪切第一加載板、剪切第二加載板、剪切第三加載板和剪切第四加載板，設置于巖樣側向的側向第一加載板、側向第二加載板、側向第三加載板和側向第四加載板，以及設置于巖樣法向的法向上加載板；

切向變形測量單元，所述切向變形測量單元包括設置于巖樣切向的切向第一位移傳感器單元、切向第二位移傳感器單元、切向第三位移傳感器單元和切向第四位移傳感器單元；

側向變形測量單元，所述側向變形測量單元包括設置于巖樣側向的側向第一位移傳感器單元、側向第二位移傳感器單元、側向第三位移傳感器單元和側向第四位移傳感器單元；

法向變形測量單元，所述法向變形測量單元包括設置于巖樣法向的法向第一位移傳感器單元和法向第二位移傳感器單元。

進一步的，所述切向第一位移傳感器單元布置在剪切第一加載板上，所述切向第二位移傳感器單元布置在剪切第二加載板上，所述切向第三位移傳感器單元布置在剪切第三加載板上，所述切向第四位移傳感器單元布置在剪切第四加載板上。