[發明專利]一種兩剛一柔型巖石真三軸試樣應變測試裝置及方法

在審

• 申請號: 202210032956.4
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114459896A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 侯奎奎;劉再濤;劉煥新;郝英杰;吳欽正;彭超;姜明偉;張皓欽
• 申請（專利權）人: 山東黃金礦業科技有限公司深井開采實驗室分公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02;G01N3/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發明公開了一種兩剛一柔型巖石真三軸試樣應變測試裝置及方法，解決了現有技術中存在真三軸試驗存在測量精度低的問題，具有測量精度高的有益效果，具體方案如下：一種兩剛一柔型巖石真三軸試樣應變測試裝置，包括圍繞試樣設置的互扣式夾具，互扣式夾具布置于試樣的兩加載方向，互扣式夾具包括多塊壓頭；多個位移傳感器，位于試樣的多個方向；支撐座設有多個，各支撐座與對應的壓頭固連，剛性加載方向的位移傳感器的一端同固定于壓頭的支撐座固連，另一端同觸針的滾動探頭接觸，觸針遠離滾動探頭的另一端同固定于另一壓頭的支撐座固連；柔性加載方向的位移傳感器一端同一處支撐座固定，另一端與該方向觸針的滾動探頭接觸。

技術領域

本發明涉及室內巖石力學試驗領域，尤其是一種兩剛一柔型巖石真三軸試樣應變測試裝置及方法。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

隨著國內外深部工程的增加，施工過程中出現了巖爆、片幫、冒頂等工程災害，傳統的建立在常規三軸基礎上的巖石力學體系無法完全解釋災害發生的內在機理。國內外巖石力學專家開始專注于真三軸狀態下的巖石力學研究，并研發了以兩剛一柔型和“三剛”型為主的真三軸設備。其中兩剛一柔型真三軸側重于巖石在三向應力作用下失穩機制與本構模型的研究，“三剛”型真三軸側重于巖爆發生機制與能量的演化方面的研究。

目前，兩剛一柔型真三軸試樣夾具多為互扣式，最大主應力、中間主應力方向通過LVDT位移傳感器進行應變測量，最小主應力方向運用梁式應變儀進行應變測量。發明人發現，現有的測試方法中LVDT位移傳感器與觸針接觸處為點面滑動摩擦，試樣加載過程中可能導致傳感器鐵芯與觸針不同軸，導致應變測量值偏?。欢伊菏綉儍x侵泡在液壓油中，應變片測量值受油溫影響將產生較大的波動。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種兩剛一柔型巖石真三軸試樣應變測試裝置，受溫度影響小，測量精度高。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

一種兩剛一柔型巖石真三軸試樣應變測試裝置，包括：

圍繞試樣設置的互扣式夾具，互扣式夾具布置于試樣的兩剛性加載方向；

多個位移傳感器，位于試樣的多個方向；

多個支撐座，互扣式夾具設置用于對支撐座限位的限位槽以保障觸針安裝過程中不發生偏斜，各支撐座與對應的壓頭固連，其中，剛性加載方向的位移傳感器的一端同固定于壓頭的支撐座固連，另一端同觸針的滾動探頭接觸，觸針遠離滾動探頭的一端同固定于另一壓頭的支撐座固連；柔性加載方向的位移傳感器一端同一處支撐座固定，另一端與該方向觸針的滾動探頭接觸，觸針遠離滾動探頭的另一端與試樣相抵。

如上所述的測試裝置，互扣式夾具位于試樣的周側，再通過支撐座支撐觸針和滾動探頭，通過滾動探頭的設置，將觸針與位移傳感器之間的滑動摩擦優化為滾動摩擦，降低了二者之間的摩擦力，避免了由于觸針偏斜而造成的應變測量值較真實值較小的現象。

如上所述的一種兩剛一柔型巖石真三軸試樣應變測試裝置，所述剛性加載方向為X方向和Y方向，X方向的所述觸針為第一觸針，Y方向的所述觸針為第二觸針；

第一觸針和第二觸針的結構相同；

Z方向的觸針為第三觸針，第三觸針位于試樣的兩側。

如上所述的一種兩剛一柔型巖石真三軸試樣應變測試裝置，所述第一觸針包括第一支臂和第二支臂，第一支臂和第二支臂分別位于連接塊的兩側，且第二支臂與對應的滾動探頭連接，連接塊開有用于所述第三觸針穿過的開孔；所述第一支臂穿過一處支撐座設置，第一支臂在對應支撐座的兩側分別設置定位螺母通過調節對應支撐座兩側的定位螺母能夠使第一支臂沿軸向移動，且不發生旋轉。