[发明专利]一种便携式岩石侧向变形测量装置

说明书

技术领域

本发明属于岩石测量技术领域，具体涉及一种便携式岩石侧向变形测量装置。

背景技术

岩石(体)是一种非均质的脆性材料，由于具有各向异性，且易受外界各种环境条件的影响，变形破坏过程存在诸多不确定因素，而岩石的变形与破坏机理也一直是岩石力学研究的基本问题。

目前，测量岩石侧向变形一般采用：一是在岩石试件上直接粘贴应变片；二是设计一个支架将试件套住，在支架上贴应变片。通过测量支架的变形来测量岩石的变形。第一种测量的缺点是：岩石试件表面极为不均匀，局部效应很严重；有些岩石如煤无法粘贴应变片；岩石变形接近破坏及破坏后期，应变片已失效，破坏后期侧向变形无法测量；对于三轴试验，侧向变形无法用贴应变片来测量。第二种测量的缺点是：结构较大，无法放进三轴试验的试验筒内；加工复杂，加工精度要求较高，否则传感器的线性重复性较差；结构的刚度对测量结果影响很大；试件尺寸变化时，传感器很难调节；量程较小，无法适应岩石破坏后期大变形的测量。所以，目前三轴试验都没有测量侧向变形，只能提供体积应变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便携式岩石侧向变形测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种便携式岩石侧向变形测量装置，包括闹表发条和调整螺杆，所述闹表发条开设有槽孔，所述槽孔安装有应变片，所述闹表发条弯成圆环状，且闹表发条的对称轴上设有螺杆安装孔，所述闹表发条的内部安装有岩石试件，所述调整螺杆安装在螺杆安装孔中，所述调整螺杆螺纹连接有固定螺母，所述岩石试件套在闹表发条的内侧，所述岩石试件的轴向和岩石试件的环向均开设有表面凹形槽，所述表面凹形槽内通过环氧树脂胶粘贴有光纤光栅。

优选的，所述应变片关于闹表发条的圆心对称设置为两组。

优选的，所述调整螺杆关于闹表发条的对称轴设置为两组。

优选的，所述光纤光栅为裸露的光纤光栅串，所述光纤光栅布设有两个光栅区，所述光栅区长度均为3-3.5cm，所述光纤光栅的光纤纤芯直径为40-55μm，且光纤光栅的包层直径120-130μm。

本发明的技术效果和优点：该便携式岩石侧向变形测量装置，与传统的岩石侧向变形测量装置相比，本发明采用应变片和纤光栅传感技术两种对比模式来测试岩石形变量，能够更加携带方便精确得出测量结果；其纤光栅传感技术的原理为：当光纤中的光波通过Bragg光栅时，满足Bragg光栅波长条件(λ_B＝2neffΛ)的光被反射回来而成为反射光，其余的光成为透射光，外界参量的变化将引起反射光波长的漂移，而通过对波长漂移量的检测即可得到外界参量的变化量，这就是光纤Bragg光栅传感的基本原理；本发明具有设计合理、结果简单、携带方便、精度高、重复性好、线性好和量程大等特点，其精度和千分表的精度相同，量程却远远超过千分表的量程，可达6mm。对不同试件尺寸，很容易调节，只要拧动两边的螺杆即可，而不影响标定结果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的局部结构示意图；

图3为本发明的岩石试件结构示意图；

图4为本发明的光纤光栅结构示意图。

图中：1闹表发条、2槽孔、3应变片、4螺杆安装孔、5调整螺杆、6固定螺母、7岩石试件、8表面凹形槽、9光纤光栅。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。