[发明专利]岩石膨胀率自动试验仪

说明书

本发明公开了一种岩石膨胀率自动试验仪，包括底座，用于盛放试样并顶部开口的试样容器、用于检测试样膨胀变形量的测量单元和控制单元，测量单元的信号输出端与控制单元的信号输入端电连接，控制单元用于自动记录测量单元检测到的试样膨胀变形量。本发明优点在于解决了传统膨胀率试验仪精准性差、需要专人通宵看守并记录的缺陷，为实现大批量样品的膨胀率试验打下基础，提高了试验效率。

技术领域

本发明涉及膨胀率试验领域，尤其是涉及一种岩石膨胀率自动试验仪。

背景技术

膨胀岩含有大量的亲水矿物，能与水发生物料变化反应，使岩石随湿度变化而发生体积膨胀的一类特殊软岩，对构筑物产生很大的膨胀压力，严重影响工程的稳定性，甚至是地质灾害。因而，岩石膨胀性试验的测定是岩土工程领域中的一项重要工作。岩石膨胀性试验包括膨胀率试验和膨胀力试验，膨胀率试验是测量膨胀岩遇水后轴向变形的膨胀率。

《水利水电工程岩石试验规程》（SL264-2001）中的压力试验仪包括底座，底座上设置有一对摆柱和试样容器，两摆柱上通过横梁设置有加压单元，加压单元底部设置有压力传感器，试样容器内设置有套环，套环内自下而上依次放置透水板、试样、透水板和上压板，利用千分表观察位移变化。

《水利水电工程岩石试验规程》指出岩石膨胀率试验包括自由膨胀率试验和侧线约束膨胀率试验，并详细规定了具体操作规程。目前，在自由膨胀率试验或侧线约束膨胀率试验通常采用《水利水电工程岩石试验规程》中用到的试验仪，包括底座和试样容器，试样容器的四个侧壁中心位置以及顶壁的中心位置设置有千分表，每个千分表的测量头伸入试样容器内，当进行自由膨胀率试验时五个千分表均安装在试样容器上，当进行侧线约束膨胀率试验时，将试样容器侧壁上的千分表去掉并密封。

《水利水电工程岩石试验规程》规定装样后每隔10min读数一次，直至连续三次数据不变后开始浸水，浸水后第一小时内每隔10min读数一次，以后每隔1h读数一次，直至相邻读数差不大于0.001mm，整个浸水试验时间不得小于48h。因而，采用上述试验仪，整个试验过程均需要专人看守，常需要通宵值守，人工误差大；待检样品量通常比较多，工作量大，劳动强度高；并且千分表的测量头一直浸泡水中，容易锈蚀，加大测量误差；试验过程中要求水温变化不大于2℃，因而在常将试验仪搬运至恒温箱内，但是由于千分表架设在试样容器上，搬动中容易因碰撞而损坏。

发明内容

本发明目的在于提供一种能够自动采集并绘制成曲线的岩石膨胀率自动试验仪。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述的岩石膨胀率自动试验仪，包括底座，用于盛放试样并顶部开口的试样容器、用于检测试样膨胀变形量的测量单元和控制单元，所述测量单元的信号输出端与所述控制单元的信号输入端电连接，控制单元用于自动记录测量单元检测到的试样膨胀变形量。

所述测量单元包括架设在所述试样容器正上方的轴向应变测量单元。

所述测量单元还包括设置在所述试样容器每个侧壁上的径向应变测量单元。

所述轴向应变测量单元包括立柱，所述立柱的顶部水平设置有安装杆，与所述试样容器底壁中心位置对应的安装杆上设置有竖向应变传感器。

所述径向应变测量单元包括设置在所述底座上的支架和设置在所述试样容器侧壁中心位置处的测头组件，所述支架上设置有用于测量所述测头组件变形量的水平应变传感器；四个测头组件同水平设置。

所述测头组件包括通过密封垫密封设置在所述试样容器的侧壁中心位置处的密封腔，所述密封腔内密封滑动设置有滑动杆，所述滑动杆的外端向外延伸出所述密封腔并开设有与所述水平应变传感器相配合的定位槽，而其内端的测头向内延伸至试样容器内。

所述测头与所述密封腔之间设置有密封环，密封腔与所述滑动杆之间设置有减压环。