室内岩样轴向与径向热膨胀系数测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及测试仪器，特别是涉及一种室内岩样轴向与径向热膨胀系数测试装 置。
【背景技术】
[0002] 热膨胀系数作为岩石的一项重要的热力学参数，对于岩石的多场耦合研宄有着重 要的意义。然而，在成岩和长期的地质构造的作用下，岩石为多种矿物集合而成的非均质 体，所以岩石的热膨胀系数常常表现为各向异性。因此，如何测量岩石试样的轴向和径向热 膨胀系数就显得尤为重要。而目前用以测试热膨胀系数的装置，大部分不适用于测量岩石 的热膨胀系数，有些采用非接触式测量方法，利用光学信号测量，原理复杂；有些仪器的使 用，需要两个试样进行对比，测量过程中，人为误差较大。小部分测量岩石热膨胀系数的装 置，只能测量岩石试样的轴向热膨胀系数，这并不能表现岩石的各向异性。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是为了克服上述【背景技术】的不足，提供一种室内岩样轴向与径向热 膨胀系数测试装置，能够测量岩石试样的轴向与径向热膨胀系数，准确表现岩石的各向异 性。
[0004] 本发明提供的一种室内岩样轴向与径向热膨胀系数测试装置，包括底部控制台， 所述底部控制台顶部设有多根支杆，所述多根支杆顶部设有顶箱，所述顶箱底部设有装载 岩样的加热室，所述顶箱底部设有轴向伸入加热室的应变杆，所述应变杆底部设有用于测 试岩样轴向形变的压头，所述加热室内设有由底部控制台控制的均匀加热装置，所述加热 室侧壁设有多组高度不一的径向通孔，每组径向通孔为若干条位于加热室同一横截面内的 径向通孔，每条径向通孔内设有一端与岩样侧壁相抵的位移传递棒，所述加热室侧壁设有 多个分别与径向通孔一一对应、并与对应的位移传递棒另一端相连的高精度百分表，所述 加热室内分别设有测加热室与岩样温度的测温热电偶，各个测温热电偶和应变杆的信号输 出端与底部控制台的信号输入端相连。
[0005] 在上述技术方案中，所述每组径向通孔为夹角呈180°的两条径向通孔。
[0006] 在上述技术方案中，所述加热室侧壁设有三组径向通孔，相邻两组径向通孔的夹 角为60°。
[0007] 在上述技术方案中，所述加热室侧壁设有多个分别与径向通孔一一对应的支架， 所述每个高精度百分表设于对应的支架上。
[0008] 在上述技术方案中，所述加热室由加热筒和载物台组成，所述加热筒设置于顶箱 底部，所述应变杆轴向伸入加热筒，所述载物台固定于设置在底部控制台的升降电机上，所 述载物台与加热筒底部开口相配合与加热筒形成封闭空腔。
[0009] 在上述技术方案中，所述均匀加热装置为沿加热筒内壁环绕的电热丝层。
[0010] 在上述技术方案中，所述测温热电偶分别设于加热筒内壁面和载物台顶面中心 处。
[0011] 在上述技术方案中，所述压头底面尺寸与岩样尺寸相匹配。
[0012] 在上述技术方案中，所述位移传递棒为有机玻璃棒。
[0013] 在上述技术方案中，所述支杆是两根。
[0014] 本发明室内岩样轴向与径向热膨胀系数测试装置，具有以下有益效果：
[0015] 本发明的测试装置采用内置式电热丝层加热的方式，内置式电热丝层加热方式可 对所测试的岩样进行均匀加热，应变杆配以高精度应变片，能较为敏感地测量岩样受热后 的轴向膨胀应变。
[0016] 本发明的测试装置采用安置在支架上的高精度百分表测量岩样受热后的径向膨 胀应变，通过后期计算，获得岩样的径向热膨胀系数。
[0017] 本发明结构合理，操作简单，能够用于测量岩石的轴向和径向热膨胀系数，内置式 加热丝层加热方式具有比较高的加热温度，测试装置配合高精度应变片、高精度百分表，方 便测量岩石的轴向和径向热膨胀系数，且测试精度高，能够准确表现岩石的各向异性。
【附图说明】
[0018] 图1为本发明室内岩样轴向与径向热膨胀系数测试装置的外部结构示意图；
[0019] 图2为本发明室内岩样轴向与径向热膨胀系数测试装置的内外结构示意图；
[0020] 图3为图2的A-A处的剖视结构示意图；
[0021] 图4为图3中B处的放大结构示意图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，但该实施例不应理解为对 本发明的限制。
[0023] 参见图1至图3,本发明室内岩样轴向与径向热膨胀系数测试装置，包括底部控制 台1，所述底部控制台1顶部设有多根支杆5,所述多根支杆5顶部设有顶箱4,所述顶箱4 底部设有装载岩样9的加热室，所述顶箱4底部设有轴向伸入加热室的应变杆8,所述应变 杆8底部设有用于测试岩样9轴向形变的压头12,所述加热室内设有由底部控制台1控制 的均匀加热装置，所述加热室侧壁设有多组高度不一的径向通孔13,每组径向通孔13为若 干条位于加热室同一横截面内的径向通孔13,每条径向通孔13内设有一端与岩样9侧壁相 抵的位移传递棒10,所述加热室侧壁设有多个分别与径向通孔13 -一对应、并与对应的位 移传递棒10另一端相连的高精度百分表11，所述加热室内分别设有测加热室与岩样9温 度的测温热电偶（图中未示出），各个测温热电偶和应变杆8的信号输出端与底部控制台1 的信号输入端相连。
[0024] 在本实施例中，所述每组径向通孔13为夹角呈180°的两条径向通孔13,在最优 实施例中，所述加热室侧壁设有三组径向通孔13,相邻两组径向通孔13的夹角为60°。
[0025] 所述加热室侧壁设有多个分别与径向通孔13-一对应的支架6,所述每个高精度 百分表11设于对应的支架6上。
[0026] 所述加热室由加热筒3和载物台2组成，所述加热筒3设置于顶箱4底部，所述应 变杆8轴向伸入加热筒3,所述载物台2固定于设置在底部控制台1的升降电机（图中未示 出）上，所述载物台2与加热筒3底部开口相配合与加热筒3形成封闭空腔。
[0027] 所述均匀加热装置为沿加热筒3内壁环绕的电热丝层7。所述测温热电偶