[发明专利]一种测定土体压缩过程中各向电异性的方法和装置

说明书

本发明公开了一种测定土体压缩过程中各向电异性的装置，试样设置在上承载板和下承载板之间，试样顶部和底部分别设置有上电极片和下电极片，上承载板顶部设置有轴向位移传感器和压力传感器，试样不同高度位置处设置有径向电极片对，每个径向电极片对应一个径向位移计。本发明还公开了一种测定土体压缩过程中各向电异性的方法。本发明可获得任意时刻测点试样的截面积，对结果进行修正，提高试验准确度，结果更加可靠。多个路径测量可更加全面的分析土体在无侧限压缩过程中的内部结构变化和各向电异性。电阻率和位移变化为同步实时数据，提高试验的连续性和数据的相关性。

技术领域

本发明属于岩土力学与工程领域，具体涉及一种测定土体压缩过程中各向电异性的方法，还涉及一种测定土体压缩过程中各向电异性的装置。适用但不限于研究各种类型土及中软岩的强度特性，电学特性等其他工程力学特性。

背景技术

岩土体的电阻率是岩土体的基本物理力学参数之一，表征岩土体导电能力的强弱。已有研究结果表明，土体电阻率可一定程度的反映试样的含水率、孔隙水电导率、饱和度等土的细观结构。由于电阻率具有测试方便、灵活、快速等优点，该技术被大量应用于岩土工程领域，无侧限压缩试验是测试土体抗压强度的重要力学试验，从试验开始到土体破坏过程中的土体电阻率的变化可一定程度反映土体内部微结构的变化。但目前的试验装置，存在以下缺点：(1)目前还没有测量压缩过程中土体电异性的方法和装置；(2)目前的无侧限压缩仪只测量压缩方向的位移，对于土体压缩过程中的径向应变及试样截面积的变化没有测量，而是用轴向应变进行修正，径向电阻率计算结果误差较大，不便于比较土体压缩过程中的各向电异性；(3)目前测量径向电阻率的测点位置单一，测点间的距离保持不变，不能自由选择多个测点的位置；(4)目前无侧限压缩试验和电阻率试验的结合并不完善，数据在时间上的关联度较低，不能根据无侧限压缩过程中试样应变的实时变化对电阻率结果进行修正。

为了克服上述主要缺点和不足，有必要设计一种测定土体压缩过程中各向电异性的方法和装置，提高试验效率，一次试验获得轴向和径向多个数据，且可以根据土体的实时应变对测量结果进行修正，计算土体压缩过程中的各向电异性，数据更加精确可靠，为岩土体细微观结构研究提供参考。

发明内容

本发明的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提出了一种测定土体压缩过程中各向电异性的方法，还提出了一种测定土体压缩过程中各向电异性的装置。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种测定土体压缩过程中各向电异性的装置，包括上承载板和下承载板，所述的上承载板和下承载板之间设置试样，试样顶部设置有上电极片，试样底部设置有下电极片，上电极片与上承载板之间设置有绝缘板，下电极片与下承载板之间设置有绝缘板，

上承载板顶部设置有轴向位移传感器和压力传感器，

试样不同高度位置处设置有径向电极片对，径向电极片对包括两个位于试样同一高度，且位于同一直径方向的两个径向电极片，每个径向电极片对应一个径向位移计，试样为圆柱形，上电极片和下电极片均为圆形片状电极，绝缘板的面积大于等于上电极片和下电极片的面积。

如上所述的径向位移计包括伸缩套杆和径向位移传感器，伸缩套杆包括上部杆和下部杆，上部杆呈倒L形，上部杆包括上部横杆和上部纵杆，上部横杆和上部纵杆连接，上部纵杆的直径小于下部杆的直径，上部纵杆底端活动插入到下部杆中，下部杆的底端插入到下承载板顶面开设的轨道槽中，轨道槽的延伸方向平行于试样的径向方向，轨道槽宽度大于下部杆的直径，上部横杆通过粘性绝缘胶与所对应的径向电极片直接绝缘粘接，或者上部横杆通过粘性绝缘胶粘接在试样侧部靠近径向电极片的部分。

如上所述的上电极片和下电极片分别与多通道数据采集仪连接，各个径向电极片与多通道数据采集仪连接，轴向位移传感器、压力传感器和径向位移传感器分别与多通道数据采集仪连接。