[实用新型]岩石体积变形测量传感器

说明书

技术领域

本实用新型属于岩石性能测试领域，特别涉及一种对岩石试件体积变形进行定量测试的器具。

背景技术

现有岩石试件的体积变形是利用安装在岩石试件上的纵向和横向引伸计，或贴在岩石试件表面的纵向和横向应变片，分别测量其两个方向的应变后，再根据公式计算出岩石的体积变形。然而，上述测量器具和方法只适用于小变形的硬岩，而对于可发生大变形的软岩则无法测量，且上述测量器具和方法测得的仅是岩石中部横截面对应的变形，并不是岩石的真实的体积变形。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种岩石体积变形测量传感器，以便能获得岩石试件在试验过程中体积变形的全过程数据，准确测量出岩石真实的体积变形。

本实用新型所述岩石体积变形测量传感器，包括测量油缸、活塞、活塞杆、位移传感器和输油主管路；活塞位于测量油缸内，将测量油缸分为第一腔室和第二腔室，第一腔室设置有与输油主管路连接的第一输油支管，第二腔室设置有与输油主管路连接的第二输油支管，输油主管路与第一输油支管的接头和第二输油支管的接头之间设置有截止阀；活塞杆为两根，两活塞杆的一端分别与活塞两端面的中心部位固连，且它们的中心线与活塞的中心线重合，两活塞杆的另一端分别从测量油缸两端的端盖伸出；位移传感器安装在测量油缸的外侧壁上，其位移测量杆的自由端通过连接件与位于输油主管路出口端的活塞杆连接。

本实用新型所述的岩石体积变形测量传感器，其活塞杆的长度应大于测量油缸的长度，以满足测量的需要。

本实用新型所述的岩石体积变形测量传感器，其连接件优选两端设置有连接孔的杆件或条形板。

本实用新型所述岩石体积变形测量传感器的使用方法：

①将岩石试件安装在三轴压力试验机的三轴压力室内的试样台上，将所述岩石体积变形测量传感器的输油主管路出口端与所述三轴压力室的输油管连接，将所述岩石体积变形测量传感器的输油主管路进口端与供油油箱连接，将所述岩石体积变形测量传感器的位移传感器的信号输出接口与三轴压力试验机的控制系统连接；

②开启所述输油主管路上设置的截止阀，使测量油缸的第一腔室、第二腔室及三轴压力试验机的三轴压力室充满油液；

③根据初步估算的岩石试件可能发生的最大体积膨胀变形，操作未与位移测量杆连接的活塞杆，将活塞调至能够测量岩石试件可能发生的最大体积膨胀变形相对应的位置，然后关闭输油主管路上设置的截止阀；

④测量岩石试件的压缩体积变形时，测量油缸靠近输油主管路出口端的腔室中的油液连续输入三轴压力试验机的三轴压力室内，致使活塞向输油主管路的出口端运动、与活塞连接的活塞杆带动位移传感器的位移测量杆向活塞运动的方向运动，在位移测量杆运动的同时，位移传感器向三轴压力试验机的控制系统输送位移测量杆运动数据的电信号，三轴压力试验机的控制系统将接收到的电信号进行处理，记录并显示岩石的压缩体积变形；

⑤测量岩石试件的膨胀体积变形时，三轴压力试验机的三轴压力室内的油液连续输入测量油缸靠近输油主管路出口端的腔室中，致使活塞向输油主管路的进口端运动、与活塞连接的活塞杆带动位移传感器的位移测量杆向活塞运动的方向运动，在位移测量杆运动的同时，位移传感器向三轴压力试验机的控制系统输送位移测量杆运动数据的电信号，三轴压力试验机的控制系统将接收到的电信号进行处理，记录并显示岩石的膨胀体积变形。

从上述方法可以看出，当岩石试件发生压缩体积变形时，将导致测量油缸靠近输油主管路出口端的腔室中的油液减少，从而使靠近输油主管路出口端的腔室体积减小，当岩石试件发生膨胀体积变形时，将导致测量油缸靠近输油主管路出口端的腔室中的油液增加，从而使靠近输油主管路出口端的腔室体积增大，而测量油缸靠近输油主管路出口端腔室体积减小值减去三轴压力试验机加载立柱压入三轴压力室内的体积变化值则为岩石试件发生压缩体积变形的体积变形值，测量油缸靠近输油主管路出口端腔室体积增加值减去三轴压力试验机加载立柱压入三轴压力室内的体积变化值则为岩石试件发生膨胀体积变形的体积变形值。根据上述机理进行软件设计并在三轴压力试验机的控制系统安装所述软件，三轴压力试验机的控制系统即可根据位移测量杆运动数据的电信号记录并显示岩石的压缩体积变形和膨胀体积变形。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型为岩石试件体积变形的测量提供了一种与现有技术不同构思的新测量仪器，此种传感器与三轴压力试验机配合使用，可以得到岩石试件在被施压过程中体积变形的全过程数据及岩石试件的真实体积变形。