[发明专利]岩石自由膨胀率测定装置

说明书

技术领域

本发明属于岩石物理力学性能测试技术领域，尤其涉及一种竹节式岩石自由膨胀率测定装置。

背景技术

岩石自由膨胀率是不易崩解的岩石试样在浸水后产生的径向和轴向变形与试样的原直径和高度之百分比。传统的岩石自由膨胀率试验仪结构复杂，对岩石试样的形状和大小有特定的要求，如一般均要求先将所测岩石试样加工成或正方体(圆柱体直径为50～60mm，高度约等于直径；正方体边长为50～60mm)，且要求将试样两端面磨平，而在对标准试件的加工过程中不论采用湿式加工或干式加工，均会对原试样产生一定程度的损伤，进而对其原有的物理力学物性产生一定的影响，所测结果无法真实反映其水理力学特性。同时传统的自由膨胀率试验仪对变形的测量采用千分表人工读数的测量方法，不但精度较差，容易出现人为错误，而且浸水时间与最后读数间还存在一个不同步的问题，不能实现膨胀变形与精确读数的实时同步测量。因此，有必要对现有岩石自由膨胀率试验仪测定装置进行改进，开发出适用于不同试样形状大小的一高精度岩石自由膨胀率测定装置。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种对所测岩石试样的尺寸、形状没有特定的要求，且测试精度高的高精度岩石自由膨胀率测定装置。

一种岩石自由膨胀率测定装置，包括底盘，所述底盘上设置有两个横向位移引伸计以及一个可移动并且可调节高度的支架，所述支架包括两个可调节高度的支柱以及设置在两支柱顶端之间的横梁；在横梁上固定有伸缩杆，该伸缩杆上设置有纵向位移引伸计，所述两个横向位移引伸计、一个纵向位移引伸计的测量端分别顶抵在待测岩石试样上，并且均通过数据线与带数据采集卡的电脑连接来分别测量待测岩石的横向膨胀率和纵向膨胀率；所述两个横向位移引伸计通过可调螺丝来调整其测量端的前后位置。

进一步地，如上所述的岩石自由膨胀率测定装置，所述底盘由铁质材料制成；所述可调节高度的支柱由若干个空心竹节式钢柱和磁铁相互吸粘组成，所述支柱的顶部与底部均通过磁铁分别与横梁和底盘连接。

进一步地，如上所述的岩石自由膨胀率测定装置，所述空心竹节式钢柱的端部设有一凹槽，所述磁铁置于所述凹槽内。

进一步地，如上所述的岩石自由膨胀率测定装置，所述磁铁为硬币状强磁铁。

进一步地，如上所述的岩石自由膨胀率测定装置，所述伸缩杆包括活动帽、弹簧和底片，所述底片上向上延伸设置有一段空心柱，活动帽上向下延伸设置有一段空心管，所述空心管套在空心柱内并可上下滑动，所述弹簧置于空心管与空心柱之间；所述底片抵在被测物体上，活动帽抵在横梁上；所述纵向位移引伸计的两个刀口分别卡在活动帽和空心柱上。

进一步地，如上所述的岩石自由膨胀率测定装置，所述活动帽的直径大于空心柱的直径。

进一步地，如上所述的岩石自由膨胀率测定装置，所述伸缩杆材质为铝合金材料。

一种测量岩石自由膨胀率的方法，包括以下步骤：

(1)、将待测岩石试样装入透明不透水的薄膜袋中，置于测试仪的铁质底盘上；

(2)、根据测岩石试样大小用硬币状强磁铁使竹节式钢柱相互吸粘组成两条立柱支架，并吸粘在铁质底盘上立于试样两侧；同时在两条立柱顶端通过硬币状强磁铁架设横梁；

(3)、在测岩石试样上放置一支伸缩杆，该伸缩杆上安装有纵向引伸计，伸缩杆的底片放在测岩石试样上面，伸缩杆的顶端顶在横梁上，中间的位移收敛通过弹簧调节；在测岩石试样的水平方向把两支横向引伸计吸粘在铁质底盘上，对称的放在测岩石试样两侧的中心位置，调节螺丝使横向引伸计的测量端顶在测岩石试样上；

(4)、向薄膜袋中缓慢注入纯水，直至淹没整个试件，然后将袋口扎紧，启动数据采集系统，实时采集两个横向引伸计及一个纵向引伸计的膨胀变形，时间不得少于50个小时，试验过程中应保持水温变化不得大于2℃。

(5)、根据两个横向引伸计及一个纵向引伸计采集的读数计算岩石的自由膨胀率。

本发明与现有技术相比有如下优点：结构简单，自由灵活，精度高，性能可靠。

附图说明

图1为本发明竹节式高精度岩石自由膨胀率测定装置结构示意图；

图2为本发明伸缩杆分解结构示意图；

图3为空心竹节式钢柱剖面图。

附图标记说明: