[实用新型]岩石径向应变测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩石变形测量技术领域，更具体涉及一种岩石径向变形测量装置。

背景技术

目前，岩石力学试验中的变形测量方法大致可以分为三大类：机械方法、光学方法和电学方法。机械方法包括千分表法、差动变压器测量法等；光学方法包括光弹方法、激光全息方法等；电学方法主要是电阻应变片法。

在常规三轴试验中，对于大变形岩石径向应变的测量，一般采用以下两种方法：(1)间接测量方法，通过测量岩样的体积变化(即测量压力室内油液的排出量)和轴向变形量，计算出岩样的径向变形量。(2)试验完成后测量岩样的最终径向变形。上述两种方法存在的主要问题是：前者测量到的是岩样的平均径向变形，与一般试验测到的径向应变有一定差别；后者则不能测到试验过程中每个阶段试样的径向应变。

发明内容

本实用新型的目的是在于提供了一种岩石径向应变测量装置，该装置通过锁紧簧施加的拉力将横向变形环固定在岩样上，岩样产生径向变形，从而引起横向变形环产生膨胀，开口增大，引起两条引伸臂带动滑动位移板和位移传感器(LVDT)固定架移动，位移传感器(LVDT)伸缩杆因而会伸长，通过公式换算就可得到圆柱形岩样的径向变形。试验过程中测量点不会随岩样变形而变动，能准确反映岩样同一断面上的径向应变变化规律。

本实用新型由横向变形环、引伸臂、滑动位移板、位移传感器(LVDT)、位移传感器(LVDT)固定架、锁紧簧组成。横向变形环为一个，横向变形环为开口圆形；引伸臂为两条，与横向变形环整体加工形成一体，两条引伸臂上面各有四个孔，都是螺丝孔，其中各有两个孔安装有螺钉，用于连接锁紧簧，另两个孔用来安装滑动位移板和位移传感器(LVDT)固定架；滑动位移板为一个，滑动位移板一端是倾斜角度为30度的光滑斜面，另一端有两个安装孔，用螺栓通过这两个安装孔和引伸臂上的两个螺丝孔把滑动位移板固定在一条引伸臂上面；位移传感器(LVDT)固定架为一个，位移传感器(LVDT)固定架一端有一个较大的安装孔和一个螺丝孔，用于安装位移传感器(LVDT)，另一端开有两个安装孔，用螺栓通过这两个安装孔和引伸臂上的两个螺丝孔把位移传感器(LVDT)固定架固定在一条引伸臂上面；位移传感器(LVDT)为一个，位移传感器(LVDT)安装在位移传感器(LVDT)固定架一端的安装孔中；锁紧簧为两根，两锁紧簧的两端分别安装在引伸臂螺丝孔上的螺钉顶端连接，把横向变形环固定在岩样上。

试验时，先将横向变形环套在岩样上，然后松开锁紧簧，在锁紧簧的拉力作用下，横向变形环与岩样表面紧密接触，从而使其牢固地固定在岩样上，保证试验过程中横向变形环与岩样在轴向方向上不会发生滑移，能准确测量岩样同一断面上的径向变形。

试验过程中，岩样产生径向变形，从而引起横向变形环产生膨胀，开口增大，引起两条引伸臂带动滑动位移板和位移传感器(LVDT)固定架移动，位移传感器(LVDT)伸缩杆因而会伸长，与位移传感器(LVDT)相连的数据采集器通过计算机就会把伸缩杆的变形记录下来。由于对称性，滑动位移板和位移传感器(LVDT)固定架移动的位移相等，记为x，则横向变形环的周长增加了2x，位移传感器

(LVDT)伸缩杆和滑动位移板斜面的相对水平位移也为2x，如图1所示，记滑动位移板斜面的倾斜角度为θ，记位移传感器(LVDT)伸缩杆垂直方向上的伸长量为y，如图11所示：

y＝2x·tgθ                                         (1)

假定试验前岩样的直径为D，试验过程中岩样直径的增加量为ΔD，则有：

π·ΔD＝2x                                            (2)

由公式(1)、(2)可以得到试验过程中岩样的径向应变为

ϵv=ΔDD=yπDctgθ---(3)]]>