[发明专利]真三轴剪切试验过程岩石变形信息精确测量装置及方法

说明书

一种真三轴剪切试验过程岩石变形信息精确测量装置及方法，属于岩石力学试验技术领域。所述真三轴剪切试验过程岩石变形信息精确测量装置包括支撑平台、变形定位单元、剪切盒以及设置于变形定位单元、剪切盒的切向变形测量单元、侧向变形测量单元和法向变形测量单元，变形定位单元包括四个横向变形定位板和两个法向变形定位板，剪切盒包括剪切第一加载板、剪切第二加载板、剪切第三加载板、剪切第四加载板、侧向第一加载板、侧向第二加载板、侧向第三加载板、侧向第四加载板和法向上加载板。所述真三轴剪切试验过程岩石变形信息精确测量装置及方法能够实现在真三轴剪切试验过程岩石分区变形信息的精准测量。

技术领域

本发明涉及岩石力学试验技术领域，特别涉及一种真三轴剪切试验过程岩石变形信息精确测量装置及方法，特别适用岩石在全应力空间加载下的剪切试验。

背景技术

岩石的力学特性一般包括强度参数和变形参数，不论是强度参数还是变形参数，都不能通过试验直接获得，都需要通过分析岩石的变形特征间接分析获得。因此，岩石室内试验过程变形信息的精确测量变得异常重要。

常用的变形测量方法包括两种：应变片式变形测量和线性位移式变形测量，应变片式变形测量一般只能测量岩石的局部变形，并不能完全反映岩石的整体变形特征，而且岩石非均质性，导致这种局部变形测量方式逐渐被淘汰。现在普遍使用的是通过线性位移式的传感器进行岩石整体变形测量。

对于岩石直接剪切力学试验，目前一般仅测量2个变形量，分别为法向变形和剪切方向上下岩石的相对位移。但是，岩石直接剪切过程中，存在着7种变形，分别为上部分岩石剪切方向的压缩变形、下部分岩石剪切方向压缩变形、上部分岩石侧向膨胀变形、下部分岩石侧向膨胀变形、剪切方向上下岩石相对位移、法向剪胀变形和侧向方向上下岩石相对位移。尤其对于真三轴剪切试验时，由于受力状态与直剪试验完全不同，这些变形量存在着明显的差别，更加应该引起关注。

因此，有必要研究新的真三轴剪切过程岩石变形信息精确测量装置及方法，精确获得岩石剪切过程变形数据，为研究岩石剪切过程的破坏机理提供更加准确的数据支撑。

发明内容

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种真三轴剪切试验过程岩石变形信息精确测量装置及方法，实现在真三轴剪切试验过程岩石分区变形信息的精准测量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种真三轴剪切试验过程岩石变形信息精确测量装置，包括：

支撑平台；

变形定位单元，所述变形定位单元包括设置于支撑平台四个对角处的横向第一变形定位板、横向第二变形定位板、横向第三变形定位板和横向第四变形定位板，以及沿着岩样切向方向设置的法向第一变形定位板和法向第二变形定位板；

剪切盒，所述剪切盒包括设置于岩样切向的剪切第一加载板、剪切第二加载板、剪切第三加载板和剪切第四加载板，设置于岩样侧向的侧向第一加载板、侧向第二加载板、侧向第三加载板和侧向第四加载板，以及设置于岩样法向的法向上加载板；

切向变形测量单元，所述切向变形测量单元包括设置于岩样切向的切向第一位移传感器单元、切向第二位移传感器单元、切向第三位移传感器单元和切向第四位移传感器单元；

侧向变形测量单元，所述侧向变形测量单元包括设置于岩样侧向的侧向第一位移传感器单元、侧向第二位移传感器单元、侧向第三位移传感器单元和侧向第四位移传感器单元；

法向变形测量单元，所述法向变形测量单元包括设置于岩样法向的法向第一位移传感器单元和法向第二位移传感器单元。

进一步的，所述切向第一位移传感器单元布置在剪切第一加载板上，所述切向第二位移传感器单元布置在剪切第二加载板上，所述切向第三位移传感器单元布置在剪切第三加载板上，所述切向第四位移传感器单元布置在剪切第四加载板上。