專(zhuān)利名稱(chēng)：全自動(dòng)巖石膨脹力測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及巖石性質(zhì)測(cè)試設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種全自動(dòng) 巖石膨脹力測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
巖石的膨脹是指巖石內(nèi)含親水易膨脹的礦物(含蒙托石類(lèi)的礦物)在 水的作用下，吸收無(wú)定量的水分子，產(chǎn)生體積膨脹。這類(lèi)巖石中含有相蒙 托石類(lèi)的礦物，只要改變其含水狀態(tài)，就會(huì)使其晶格的膨脹松動(dòng)和崩解， 造成地表和地下建筑物的破壞，特別是對(duì)隧道、地下洞室、邊坡?lián)鯄凸?路路基等的毀壞更為明顯。
巖石的膨脹力指標(biāo)是巖土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要資料，是水電邊坡、鐵路路
基、礦山隧道等工程設(shè)計(jì)中所必需的參數(shù)。國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)(ISRM)制 訂的"膨脹巖石室內(nèi)試驗(yàn)建議方法"及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)"工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn) (GB/T50266-99)"內(nèi)均給出了膨脹力指標(biāo)的測(cè)試建議方法。其試驗(yàn)方法主 要是基于平衡-加壓法，即在一定直徑的金屬環(huán)內(nèi)，放入與金屬環(huán)的內(nèi)徑非 常接近的巖石樣品，巖樣周邊可以透水。通過(guò)加壓裝置，預(yù)先對(duì)巖石施加 一定的壓力，然后加水，在巖石自然膨脹過(guò)程中，改變壓力的大小使得巖 石試件的軸向變形在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中保持不變，所側(cè)的穩(wěn)定壓力即為巖石 膨脹力。
目前的膨脹力測(cè)試，國(guó)內(nèi)外沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的試驗(yàn)設(shè)備，主要是各測(cè)試單位 自行開(kāi)發(fā)加工。存在問(wèn)題包括1) 測(cè)試技術(shù)原始，測(cè)力及測(cè)量變形均是人工測(cè)量，人工處理數(shù)據(jù)，人
為影響誤差大，數(shù)據(jù)處理強(qiáng)度大，效率低；
2) 軸向壓力改變時(shí)，容易導(dǎo)致壓力偏心，從而軸向變形測(cè)量結(jié)果誤差 大，導(dǎo)致膨脹力測(cè)試誤差大。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種提高巖石膨脹力測(cè)試精確度和準(zhǔn)確性的 全自動(dòng)巖石膨脹力測(cè)試儀。
本實(shí)用新型全自動(dòng)巖石膨脹力測(cè)試儀，包括剛性框架18，剛性框架
18上裝有軸向力加載裝置19，位移、壓力傳感裝置30和試件容器裝置31; 軸向力加載裝置19的上軸桿28和剛性框架18相連，軸向力加載裝置19 的下軸桿21和位移、壓力傳感裝置30的壓力傳感器9相接觸，位移、壓 力傳感裝置30的壓力桿20和試件容器裝置31中的試件13相接觸；位移 傳感器8和位移傳感器夾具10相連，位移傳感器夾具10裝在剛性框架18 的兩立柱7上。
剛性框架18，包括橫梁3，兩立柱7穿過(guò)橫梁3并用螺母2緊固， 底座16和兩立柱7相連。
軸向力加載裝置19，包括加力手柄1和上軸桿28相連，上軸桿28 外裝有螺紋套29，螺紋套29外部上、下分別裝有軸承22、 23，軸承22、 23和橫梁3緊連接，螺紋套29中部連有蝸輪26，蝸輪26和蝸桿27相連； 上軸桿28通過(guò)滾珠5和下軸桿21相連，下軸桿21外套有彈簧6和外套17， 下軸桿21和壓力傳感器9相連。
位移、壓力傳感裝置30，包括裝在兩立柱7上的位移傳感器夾具10，位移傳感器夾具10上裝有位移傳感器8，位移傳感器8的觸頭和壓力桿20 相接觸，壓力桿20的一頭為下接觸頭11，另一頭和壓力傳感器9相連，壓 力傳感器9和下軸桿21相連，位移傳感器8、壓力傳感器9和電腦控制系 統(tǒng)分別相連。
試件容器裝置31，包括盛水容器15裝在底座16上，盛水容器15內(nèi) 裝有不銹鋼環(huán)14，試件13裝在不銹鋼環(huán)14內(nèi)。
本實(shí)用新型全自動(dòng)巖石膨脹力測(cè)試儀的優(yōu)點(diǎn)是研制了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 及采集軟件，可以計(jì)算機(jī)控制對(duì)試驗(yàn)過(guò)程的膨脹力傳感器及位移傳感器進(jìn) 行高精度采集，繪制試驗(yàn)曲線，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，減小人工測(cè)量誤差及工作 量；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以同時(shí)對(duì)多臺(tái)膨脹儀進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，提高工作效 率；發(fā)明了專(zhuān)門(mén)的軸向力加載系統(tǒng)，能保證在試驗(yàn)過(guò)程中軸向合力的作用 點(diǎn)及方向始終一致，變形傳感器穩(wěn)定性好，膨脹力測(cè)試成果準(zhǔn)確性明顯提 高。


圖1為全自動(dòng)巖石膨脹力測(cè)試儀的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為橫梁的剖視圖。
具體實(shí)施方式
根據(jù)圖l、圖2所示， 一種全自動(dòng)巖石膨脹力測(cè)試儀，包括剛性框架 18，剛性框架18上裝有軸向力加載裝置19，位移、壓力傳感裝置30和試 件容器裝置31;軸向力加載裝置19的上軸桿28和剛性框架18相連，軸向 力加載裝置19的下軸桿21和位移、壓力傳感裝置30的壓力傳感器9相接 觸，位移、壓力傳感裝置30的壓力桿20和試件容器裝置31中的試件13相接觸；位移傳感器8和位移傳感器夾具10相連，位移傳感器夾具10裝在剛性框架18的兩立柱7上。
剛性框架18，包括橫梁3，兩立柱7穿過(guò)橫梁3并用螺母2緊固，底座16和兩立柱7相連。
軸向力加載裝置19，包括加力手柄1和上軸桿28相連，上軸桿28外裝有螺紋套29，螺紋套29外部上、下分別裝有軸承22、 23，軸承22、23和橫梁3緊連接，螺紋套29中部連有蝸輪26，蝸輪26和蝸桿27相連；上軸桿28通過(guò)滾珠5和下軸桿21相連，下軸桿21外套有彈簧6和外套17，下軸桿21和壓力傳感器9相連。
位移、壓力傳感裝置30，包括裝在兩立柱7上的位移傳感器夾具10，位移傳感器夾具10上裝有位移傳感器8，位移傳感器8的觸頭和壓力桿20相接觸，壓力桿20的一頭為下接觸頭11，另一頭和壓力傳感器9相連，壓力傳感器9和下軸桿21相連，位移傳感器8、壓力傳感器9和電腦控制系統(tǒng)分別相連。
試件容器裝置31，包括盛水容器15裝在底座16上，盛水容器15內(nèi)裝有不銹鋼環(huán)14，試件13裝在不銹鋼環(huán)14內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種全自動(dòng)巖石膨脹力測(cè)試儀，包括剛性框架(18)，其特征在于還有軸向力加載裝置(19)，位移、壓力傳感裝置(30)和試件容器裝置(31)；軸向力加載裝置(19)的上軸桿(28)和剛性框架(18)相連，軸向力加載裝置(19)的下軸桿(21)和位移、壓力傳感裝置(30)的壓力傳感器(9)相接觸，位移、壓力傳感裝置(30)的壓力桿(20)和試件容器裝置(31)中的試件(13)相接觸；位移傳感器(8)和位移傳感器夾具(10)相連，位移傳感器夾具(10)裝在剛性框架(18)的兩立柱(7)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動(dòng)巖石膨脹力測(cè)試儀，其特征在于軸 向力加載裝置(19)，包括加力手柄(1)和上軸桿(28)相連，上軸桿(28)外 裝有螺紋套(29)，螺紋套(29)外部上、下分別裝有軸承(22)、 (23)，軸承 (22)、 (23)和橫梁(3)緊連接，螺紋套(29)中部連有蝸輪(26)，蝸輪(26)和 蝸桿(27)相連；上軸桿(28)通過(guò)滾珠(5)和下軸桿(21)相連，下軸桿(21)外 套有彈簧(6)和外套(17)，下軸桿(21)和壓力傳感器(9)相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的全自動(dòng)巖石膨脹力測(cè)試儀，其特征在于位 移、壓力傳感裝置(30)，包括裝在兩立柱(7)上的位移傳感器夾具(10)， 位移傳感器夾具(10)上裝有位移傳感器(8)，位移傳感器(8)的觸頭和壓力 桿(20)相接觸，壓力桿(20)的一頭為下接觸頭(11)，另一頭和壓力傳感器 (9)相連，壓力傳感器(9)和下軸桿(21)相連。
專(zhuān)利摘要一種全自動(dòng)巖石膨脹力測(cè)試儀，包括剛性框架(18)，還有軸向力加載裝置(19)，位移、壓力傳感裝置(30)和試件容器裝置(31)。其優(yōu)點(diǎn)是研制了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及采集軟件，可以計(jì)算機(jī)控制對(duì)試驗(yàn)過(guò)程的膨脹力傳感器及位移傳感器進(jìn)行高精度采集，繪制試驗(yàn)曲線，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果，減小人工測(cè)量誤差及工作量；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以同時(shí)對(duì)多臺(tái)膨脹儀進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，提高工作效率；發(fā)明了專(zhuān)門(mén)的軸向力加載系統(tǒng)，能保證在試驗(yàn)過(guò)程中軸向合力的作用點(diǎn)及方向始終一致，變形傳感器穩(wěn)定性好，膨脹力測(cè)試成果準(zhǔn)確性明顯提高。
文檔編號(hào)G01L1/00GK201359541SQ20092008401
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者劉小紅, 朱杰兵, 斌 汪, 鄔愛(ài)清 申請(qǐng)人:長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院