[发明专利]一种柱状类岩石材料侧向变形测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种柱状类岩石材料侧向变形测量装置，其特征在于：包括固定装置，所述的固定装置包括用于放置样品的载物台和水平套于试样外围的水平约束环，所述的水平约束环上设置有与试样径向方向一致的筒形滑轨；

传动装置，所述的传动装置包括水平传动杆和垂直传动杆，所述的水平传动杆置于所述的水平约束环的上方，所述的水平传动杆一端固定连接支承板、一端穿过筒形滑轨固定连接倾斜挡板，所述筒形滑轨的内径与水平传动杆的直径相当，所述的支承板在测量过程中与试样侧壁紧密贴合，所述的支承板呈中心对称设置在样品的周向位置，所述的倾斜挡板与水平方向呈倾斜设置，所述倾斜挡板与水平面的交线垂直于所述的水平传动杆；所述的垂直传动杆一端与倾斜挡板接触，一端与测量装置连接，所述的支承板与所述的水平约束环之间还设有处于预紧状态的弹性部件；

测量装置，所述的测量装置包括在竖直方向放置的第一位移传感器和第二位移传感器，所述第一位移传感器的探头与所述水平约束环背向水平传动杆的一面接触，所述第二位移传感器的探头与垂直传动杆接触。

2.根据权利要求1所述的柱状类岩石材料侧向变形测量装置，其特征在于：所述的第一位移传感器和所述的第二位移传感器分别通过第一固定模块和第二固定模块固定在固定杆上，所述的固定杆固定在所述的载物台上，所述的第二固定模块上设置有竖直约束套筒，所述的竖直约束套筒下端孔径与垂直传动杆杆径相当，所述的垂直传动杆靠近第二位移传感器的一端设有两平行圆盘，所述的第二位移传感器和所述的两平行圆盘置于竖直约束套筒内。

3.根据权利要求2所述的柱状类岩石材料侧向变形测量装置，其特征在于：所述的竖直约束套筒侧壁设有用于保持套筒内外压平衡的开孔。

4.根据权利要求2所述的柱状类岩石材料侧向变形测量装置，其特征在于：所述的支承板、所述的第二位移传感器和所述的固定杆均设置4个，所述的第二固定模块设置一个且固定在其一的固定杆上。

5.根据权利要求1所述的柱状类岩石材料侧向变形测量装置，其特征在于：所述的位移传感器为LVDT直线位移传感器。

6.根据权利要求1所述的柱状类岩石材料侧向变形测量装置，其特征在于：所述的倾斜挡板与水平方向呈45°夹角设置，所述的支承板为弧形弯板，所述弧形弯板的曲率与试样的侧壁曲率一致，所述的支承板置于试样的中间位置处，所述的弹性部件为弹簧。

7.根据权利要求6所述的柱状类岩石材料侧向变形测量装置，其特征在于：所述的倾斜挡板下端面竖向设置有转接块，所述的转接块上设有与水平传动杆相对应的固定孔，所述的水平传动杆连接倾斜挡板的一端设有螺纹，所述的水平传动杆通过固定孔和螺母固定在倾斜挡板上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的柱状类岩石材料侧向变形测量装置，其特征在于：每个所述的支承板与倾斜挡板之间均连接有两个相互平行的水平传动杆，所述的筒形滑轨含两个，所述的筒形滑轨焊接在水平约束环朝向水平传动杆的一侧，所述的弹性部件置于两平行水平传动杆的中间位置且与水平传动杆平行。

9.一种基于权利要求1所述柱状类岩石材料侧向变形测量装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)组装支承板、挡板、水平约束环和水平传动杆；

(2)放置试样，并将步骤1中的组装件上的支承板固定试样中部，使若干支承板处于同一水平面；

(3)安装固定杆、第一位移传感器、第二位移传感器和垂直传动杆；保证垂直传动杆的顶头可落在挡板上并可以在一定范围内滑动；

(4)对试样施加应变并记录第一位移传感器和第二位移传感器的位移变化，利用公式(d₂-d₁)/tanθ计算试样的径向位移，d₁为第一位移传感器的位移变化值、d₂为第二位移传感器的位移变化值，θ为倾斜挡板与水平方向的夹角；

(5)试验结束，按顺序拆卸第二位移传感器、第二固定模块、取下步骤1中的组装件、取下试样、拆卸第一位移传感器、第一固定模块、旋下固定杆；所述第一固定模块用于固定所述第一位移传感器，所述第二固定模块用于固定所述第二位移传感器；

所述的第一位移传感器和所述的第二位移传感器分别通过第一固定模块和第二固定模块固定在固定杆上，所述的固定杆固定在所述的载物台上。