[实用新型]测量岩石吸水膨胀力的三轴测量系统

说明书

本实用新型涉及岩石膨胀测试技术领域，具体涉及测量岩石吸水膨胀力的三轴测量系统。包括测试盒体、岩石单体和压力传感器，以测试盒体的体心为坐标原点建立三维直角坐标系，在测试盒体内部沿三维直角坐标系的三个坐标轴方向各设有至少一个测试通道，岩石单体为方形岩石，固定放置于各测试通道的重合处，在各测试通道内设有压力传感器和活动式限位件，活动式限位件将压力传感器挤压固定在岩石单体上，在测试盒体的底部设有注水通道，所述注水通道连通岩石单体的底面与测试盒体的外部。本实用新型可以模拟更真实的野外岩石受力环境，根据实际情况要求测得岩石三轴方向上的膨胀力，有利于判断实际工况和推进相关研究。

技术领域

本实用新型涉及岩石膨胀测试技术领域，具体涉及测量岩石吸水膨胀力的三轴测量系统。

背景技术

岩石在遇水作用后会发生一系列的物理和化学反应，它会引起岩石的体积膨胀和力学性能的变化。工程中定义在水的物理化学作用下随时间的发展易产生体积增加、破碎和分解的一类岩石为膨胀岩。膨胀岩具有较强膨胀性能，当岩体受到扰动，特别是遇水时，性状常发生巨大变化，产生体积膨胀，对构筑物产生巨大的膨胀压力，严重影响工程的稳定性，会引起地质灾害。对岩石膨胀性进行试验测试是岩土工程领域的一项重要工作。岩石膨胀性试验主要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，膨胀力试验是测量膨胀岩遇水后变形趋势被约束的轴向膨胀力。

现有岩石试验规范中的膨胀力测试方法大致如下：先将岩石样品加工成指定尺寸的圆柱形，然后放入圆筒形的金属套环中锁固，由套环控制圆柱形试样的侧面方向不发生膨胀变形。在试样顶面安装垫板、压力传感器、压力机和百分表，加水进行膨胀力试验。当试样吸水膨胀而体积变大时，百分表读数变大，此时立即使用压力机施加反力，将膨胀变形压回。如此反复直到试样在一定时间内不再膨胀，此时，压力传感器测得的将试样压回原体积所施加的力的总大小即为所测得的膨胀力大小。

该方法所测得的膨胀力是圆柱体试样轴向的最大膨胀力，在用套环控制试样的侧向变形时，没有测得试样的侧向膨胀力。在实际工程中，地底岩石所受的压力是来自于各个方向，其所受的约束也来自于各个方向，则岩石产生的膨胀力也将影响各个方向。另外，在边坡、基坑边坡等部位的岩石所受的外部压力更为复杂。现有方法无法对各方向的进行测量以对应各种情况下的实际工程情况。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了测量岩石吸水膨胀力的三轴测量系统，其应用时，可以模拟更真实的野外岩石受力环境，根据实际情况要求测得岩石三轴方向上的膨胀力，有利于判断实际工况和推进相关研究。

本实用新型所采用的技术方案为：

测量岩石吸水膨胀力的三轴测量系统，包括测试盒体、岩石单体和压力传感器，所述测试盒体为方形盒体，以测试盒体的体心为坐标原点建立三维直角坐标系，在测试盒体内部沿三维直角坐标系的三个坐标轴方向各设有至少一个测试通道，测试通道从测试盒体的体心贯穿至测试盒体的外表面，所述岩石单体为方形岩石，其固定放置于测试盒体内部的中心位置，且岩石单体位于各测试通道的重合处，在各测试通道内设有压力传感器和活动式限位件，活动式限位件将压力传感器挤压固定在岩石单体上，在测试盒体的底部设有注水通道，所述注水通道连通岩石单体的底面与测试盒体的外部。

作为上述技术方案的优选，所述岩石单体的左侧、右侧、前侧、后侧和顶部均设有测试通道。

作为上述技术方案的优选，在岩石单体左侧和右侧的两个测试通道中，至少有一个测试通道内设有压力传感器，在岩石单体前侧和后侧的两个测试通道中，至少有一个测试通道内设有压力传感器，在岩石单体顶部的测试通道中设有压力传感器。

作为上述技术方案的优选，所述测试通道内均设有不透水垫块，在有压力传感器的测试通道内，不透水垫块设在活动式限位件与岩石单体之间，在没有压力传感器的测试通道内，活动式限位件直接将不透水垫块挤压固定在岩石单体上。