[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

说明书

本发明涉及一种柱状类岩石材料侧向变形测量装置和测量方法，测量装置包括固定装置、传动装置和测量装置，测量方法为：通过传动装置将试样在变形过程中产生的径向位移以及试样轴向变形引起装置产生的轴向误差位移通过传动装置转化为垂直传动杆的轴向位移d₂；传动装置包括置于岩石柱侧壁的水平传动杆、与水平传动杆远离试样的一端相连的倾斜挡板和与倾斜挡板上端面相接触的垂直传动杆，倾斜挡板与水平方向的夹角为θ，d₂为垂直传动杆的轴向位移；由位移测量装置测量试样变形过程中的轴向误差位移d₁；通过d₁、d₂和θ得出试样的径向位移。本发明利用传动装置将试样在变形过程中产生的径向位移和轴向误差位移均转换为垂直传动杆的轴向位移，抗干扰性强。

技术领域

本发明涉及一种变形测量装置及测量方法，尤其涉及一种柱状类岩石材料侧向变形测量装置及测量方法。

背景技术

目前，在岩石力学常规三轴试验中，柱状试样的侧向变形测量灵敏度和精度一直是备受关注的问题，柱状试样的侧面为曲面，直接测得试样直径的变化值存在难度，由于试样侧向变形的非均匀性，对于提高环向变形测量的精准度一直是个难题。现有技术中一类采用测量试样某一水平面上周长的变化值间接得到试样的侧向变形。采用贴变形片式的环向位移传感器，将环向位移转化为桥路电阻电压变化值输出，固定方式一般采用链式、钢丝绳式、箍圈式。在使用过程中发现，变形片式环向位移传感器存在量程范围小，可调控性小，变形片电阻对温度敏感，输出电信号受温度影响大，数据波动性大，且使用一段时间后测量灵敏度和精度降低，使用寿命短的问题。现有技术中钢丝绳式的固定方式在预紧固定过程中需保持较大牵引力将钢丝绳拉紧，操作费时费力。现有技术中还有一类采用位移传感器对顶方式直接测量试样变形过程径向位移，由于位移传感器与试样侧面是点点接触，一方面点接触在试样非均匀变形时因装置自身重量容易出现脱离或传感器轴线方向偏离径向等问题，导致测量误差增大，同时易损坏位移传感器的顶头，另一方面需要的水平方向空间大，在一些空间局限的围压室内不适用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，提供一种柱状类岩石材料侧向变形测量装置，直接测量试样变形产生的径向位移。

为解决上述问题，所采取的技术方案为：一种柱状类岩石材料侧向变形测量装置，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。

进一步的，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。

进一步的，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。