[发明专利]一种石墨烯橡胶应变测试装置及岩石应变测量方法

说明书

本发明提供一种石墨烯橡胶应变测试装置及岩石应变测量方法，用于测量岩石试块的应变，包括依次相连的石墨烯橡胶应变仪、数据采集器、显示器，所述石墨烯橡胶应变仪包括石墨烯橡胶条，所述石墨烯橡胶条由石墨烯和弹性橡胶混合而成，所述石墨烯橡胶条的两端分别通过导线与数据采集器相连。采用石墨烯与弹性橡胶混合制作而成的的石墨烯橡胶条，具有良好的导电性，将石墨烯橡胶条箍在岩石试块上，当岩石试块受力发生微小变形时，石墨烯橡胶条也会同步发生变形，能灵敏的感受到物体的形变。当石墨烯橡胶条变形时，其电阻率必然发生变化，通过测量石墨烯橡胶条在变形过程中其电阻率的变化即可准确换算获得岩石试块的应变。

技术领域

本发明涉及岩石应变测量技术领域，具体为一种石墨烯橡胶应变测试装置及岩石应变测量方法。

背景技术

目前，市场上测量应变的仪器主要是应变片和引伸计。应变片的原理是将应变片贴在岩石试块上，使其随着岩石试块的应变一起伸缩，这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短，很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。但是应变片是单点测量，只能测量岩石试块的局部应变，有些微小应变无法测量，且应变片的操作不便，也会有一定的误差产生。引伸计安装困难，且在实验中容易脱落，导致实验失败。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种将石墨烯掺入弹性好的橡胶中，石墨烯橡胶在变形时，其横截面上的石墨烯含量发生变化，通过的电流量也发生改变，测量其电阻的变化率，来达到方便快捷的测得物体的应变目的的石墨烯橡胶应变测试装置及岩石应变测量方法。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种石墨烯橡胶应变测试装置，用于测量岩石试块的应变，包括依次相连的石墨烯橡胶应变仪、数据采集器、显示器，所述石墨烯橡胶应变仪包括石墨烯橡胶条，所述石墨烯橡胶条由石墨烯和弹性橡胶混合而成，所述石墨烯橡胶条的两端分别通过导线与数据采集器相连。

优选的，所述石墨烯橡胶条外包覆有绝缘橡胶层。

优选的，所述绝缘橡胶层与岩石试块相接触的一面设置有凹槽，所述凹槽沿着绝缘橡胶层的长度方向延伸。

优选的，所述凹槽设置在绝缘橡胶层的均分线上。

优选的，所述绝缘橡胶层为条形状，所述绝缘橡胶层与岩石试块相接触的一面设置有粘胶层。

优选的，所述绝缘橡胶层为闭合的环状。

一种岩石应变测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：先进行测试，当橡胶增长Δl时，电阻增加ΔR，求得

步骤二：测量原始岩石试块半径为r、石墨烯橡胶条的长度为l、岩石试块变形前橡胶电阻为R₁；

步骤三：将石墨烯橡胶条环包在岩石试块上，其两端通过导线与数据采集器相连，数据采集器与显示器相连；

步骤四：岩石试块变形后测得橡胶电阻为R₂，岩石试块变形后的半径为r₂＝r+Δr，橡胶变形后的长度与橡胶原长的比：得橡胶变形后长度为得出岩石试块的应变

一种轴向岩石应变测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：先进行测试，当橡胶增长Δl时，电阻增加ΔR，求得

步骤二：测量岩石试块的总长度为l，石墨烯橡胶的长度为l₁，岩石试块变形前测得橡胶电阻R1；

步骤三：将石墨烯橡胶条沿着岩石试块的长度方向粘贴在岩石试块上，其两端通过导线与数据采集器相连，数据采集器与显示器相连；