一种长方体岩石试样常规三轴压缩试验的变形测量装置及方法与流程

本发明涉及到岩石常规三轴压缩力学行为测试领域，特别涉及到长方体岩石试样三轴压缩试验的变形测量装置及方法。

背景技术：

目前，在岩石常规三轴试验中，试样一般为圆柱体。但是圆柱体试样在加工裂隙、缺陷时存在位置不容易确定的问题，所以开展长方体岩石常规三轴压缩试验是非常必要的。而圆柱体试样的环向测量装置一般为链条组成的测量环，而测量环在长方体试样中不适合，主要因为长方体存在棱角，不能保证测量环自由转动，导致测量数据不准确。因此，本发明公布了一套应用于长方体岩石试样常规三轴压缩试验的变形测量装置及方法，旨在解决圆柱体试样的测量装置无法应用于长方体试样的难题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种长方体岩石试样常规三轴压缩试验的变形测量装置及方法，旨在解决圆柱体试样的测量装置无法应用于长方体试样的难题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种长方体岩石试样常规三轴压缩试验的变形测量装置，包括一套轴向变形测量装置和两套侧向变形测量装置；其中：

轴向变形测量装置包括上下设置的两对完全相同的第一横向夹持器，每对第一横向夹持器之间设置有两个第一横向滑杆，两对第一横向夹持器之间设置有两个轴向滑杆和一对位移传感器；

两套侧向变形测量装置设置于两对第一横向夹持器之间，每套侧向变形测量装置包括一对第二横向夹持器，每对第二横向夹持器之间设置有两个第二横向滑杆、两个弹簧及一对位移传感器；两套侧向变形测量装置相互垂直设置。

所述第一横向滑杆的端部设置有加紧螺丝，加紧螺丝由螺钉和套在该螺钉上的弹性部件组成。

每个第二横向夹持器上均设置有半圆形凸块，且位于上方的第二横向夹持器半圆形凸块朝下，位于下方的第二横向夹持器半圆形凸块朝上。

一种长方体岩石试样常规三轴压缩试验的变形测量方法，包括以下步骤：

(1)将轴向测量装置的下端部分安装在完成密封操作的试样的下端，并通过加紧螺丝将其固定；

(2)在试样上安装两套侧向变形测量装置，两套侧向变形测量装置相互垂直，并保证侧向变形测量装置上的半圆形凸块在试样的中心位置；

(3)将轴向测量装置的上端部分安装在试样的上端，并通过加紧螺丝将其固定；

(4)在轴向测量装置和侧向变形测量装置中安装位移传感器；

(5)将安装好的试样推入围压室，充油、加围压、进行常规三轴压缩试验。

有益效果：本发明提供的装置及方法能够应用于长方体岩石试样常规三轴压缩试验，解决了圆柱体试样的测量装置无法应用于长方体试样的难题。通过大量实践验证，表明该变形测量装置操作简单，测量精度高。

附图说明

图1为本发明的变形测量装置三维装配示意图；

图2为本发明的轴向变形测量装置的示意图；

图3为本发明的侧向变形测量装置的示意图；

图4为本发明的加紧螺丝的示意图；

图中，1-变形测量装置，2-第一变形测量装置，3-第二变形测量装置，4-试样，5-第一横向滑杆，6-第二轴向滑杆，7-位移传感器，8-第一横向夹持器，9-第二横向夹持器，10-第二横向滑杆，11-加紧螺丝，12-弹簧，13-半圆形凸块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1-4所示为本发明的一种长方体岩石试样常规三轴压缩试验的变形测量装置，包括一套轴向变形测量装置1和两套侧向变形测量装置；其中：

轴向变形测量装置包括上下设置的两对完全相同的第一横向夹持器8，每对第一横向夹持器8之间设置有两个第一横向滑杆5，两对第一横向夹持器8之间设置有两个轴向滑杆6和一对位移传感器7；每对第一横向夹持器8配合位于其之间的两个第一横向滑杆6，保证其在一个平面上，两对第一横向夹持器8配合两个轴向滑杆6可以保证位移传感器7不发生偏斜；第一横向滑杆5的端部设置有加紧螺丝11，如图4所示，加紧螺丝11由螺钉和套在该螺钉上的弹簧组成，加紧螺丝11用于保证第一横向夹持器8与试样4结合紧密，进而保证测量精度。

两套侧向变形测量装置设置于两对第一横向夹持器8之间，分别为第一变形测量装置2和第二变形测量装置3，每套侧向变形测量装置包括一对第二横向夹持器9，每对第二横向夹持器9之间设置有两个第二横向滑杆10、两个弹簧12及一对位移传感器7；第一变形测量装置2和第二变形测量装置3相互垂直设置，第一变形测量装置2的第二横向滑杆10和第二变形测量装置3第二横向滑杆10相互垂直。每对第二横向夹持器9配合两个第二横向滑杆10可以保证位移传感器7在一个平面上运动，保证测量精度；每对第二横向夹持器9配合弹簧12，可以保证第二横向夹持器9与试样4贴合紧密；每个第二横向夹持器9上均设置有半圆形凸块13，且位于上方的第二横向夹持器9半圆形凸块13朝下，位于下方的第二横向夹持器9半圆形凸块13朝上，保证两套侧向变形测量装置测得的变形为试样4中心处的变形。

一种长方体岩石试样常规三轴压缩试验的变形测量方法，包括以下步骤：

(1)将轴向测量装置1的下端部分安装在完成密封操作的试样4的下端，并通过加紧螺丝11将其固定；此时应保证第一横向夹持器8与试样4的下端部对齐；

(2)在试样上安装两套侧向变形测量装置，两套侧向变形测量装置相互垂直，并保证侧向变形测量装置上的半圆形凸块在试样的中心位置；

(3)将轴向测量装置的上端部分安装在试样的上端，并通过加紧螺丝将其固定；此时应保证第一横向夹持器8与试样4的上端部对齐；

(4)在轴向测量装置和侧向变形测量装置中安装位移传感器；

(5)将安装好的试样推入围压室，充油、加围压、进行常规三轴压缩试验。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种长方体岩石试样常规三轴压缩试验的变形测量装置及方法，该装置包括一套轴向变形测量装置和两套侧向变形测量装置；其中：轴向变形测量装置包括上下设置的两对完全相同的第一横向夹持器，每对第一横向夹持器之间设置有两个第一横向滑杆，两对第一横向夹持器之间设置有两个轴向滑杆和一对位移传感器；两套侧向变形测量装置设置于两对第一横向夹持器之间，每套侧向变形测量装置包括一对第二横向夹持器，每对第二横向夹持器之间设置有两个第二横向滑杆、两个弹簧及一对位移传感器；两套侧向变形测量装置相互垂直设置。本发明解决了圆柱体试样的测量装置无法应用于长方体试样的难题。该变形测量装置操作简单，测量精度高。

技术研发人员：杨圣奇;田文岭;殷鹏飞;刘相如
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：2017.10.23
技术公布日：2018.03.06