一種測量巖土材料側壓力系數(shù)及泊松比的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種測量巖土材料側壓力系數(shù)及泊松比的裝置，其特征在于：由限位支架、鋼環(huán)、液壓囊、止水閥、限位板、液壓表、下壓板、上壓板，底座構成。壓力機施加已知的軸向壓力，液壓表測出試側向變形對液體所產(chǎn)生的壓力，間接測出巖土材料的側向壓力，從而計算出側壓力系數(shù)，進而推算出巖土材料泊松比。本實用新型的優(yōu)點在于能夠較準確的測量出巖土材料的泊松比，簡單實用可靠。
【專利說明】
-種測量巖±材料側壓力系數(shù)及泊松比的裝置
技術領域
[0001] 本實用新型主要用于巖±材料試驗中測量巖±材料的側壓力系數(shù)和泊松比，是一 種新型的儀器和測量裝置，并且極大地提高了測量結果的精準度。
【背景技術】
[0002] 泊松比是反映材料彈性特性的一個常數(shù)，是指材料在單向受壓(或受拉)時，徑向 應變與軸向應變的絕對值的比值，通常用于工程部件的數(shù)值壓力分析。常用的測量方法是 通過在試樣上粘貼電阻應變片的方式測量其泊松比，但此方法測量的變形范圍有限，并且 試樣附加了粘貼片的剛度，會引起一定的誤差，與此同時±體壓縮過程變形相對較大，應變 片易脫落，產(chǎn)生較大變形，不能二次使用。該新型快速測量巖±材料的側壓力系數(shù)及泊松比 裝置很好的克服了運些缺點，操作簡單，便捷，并且誤差小。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 本實用新型要解決的技術問題是，提供一種新型、簡易的裝置來測量巖±材料的 側壓力系數(shù)和泊松比，用簡單的操作獲得理想的結果。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型可采取技術方案如下：
[0005] -種測量巖±材料側壓力系數(shù)及泊松比的裝置，由限位支架、鋼環(huán)、液壓囊、止水 閥、限位板、液壓表、下壓板、上壓板，底座構成。所述底座的左、右部分別對稱有限位支架， 所述左限位支架、右限位支架結構相同，所述底座的中部安裝下壓板，下壓板的高度略高出 底座，所述鋼環(huán)固定在左右限位支架上，且底部高度平行與下壓板，所述液壓囊黏貼在鋼環(huán) 內(nèi)部，底部連接有注水口，所述止水閥安裝在注水口，控制水的進入;液壓囊上部有出水口， 用導管連接，導管的另一端連接液壓表，液壓表壓力的變化，即巖±體材料圍壓變化，所述 限位板安裝在限位支架的上部，起到對上壓板的一個位移限定，所述上壓板連接于壓力機， 壓力機對被測量巖±材料提供軸向的壓力。
[0006] 本實用新型的理論原理為:在有側限壓縮巖±材料的條件下，圍壓Ox=Oy,無側向 變形，即Ex= Ey = O，帶入廣義胡克定律；
[0009] 即：[0010] (^-v(〇x+〇z)=0
[0007]
[000引
[00川可得側壓力系數(shù)
與泊松比V的關系：
[0012]
[0013]良P:
[0014]
[0015] 根據(jù)上述理論原理，在該實驗中施加一定的軸向壓力01，通過測得液壓囊中液體 壓力，也就是巖±材料的圍壓03。做出03-01曲線，在彈性階段其平均斜率即為巖±材料的側 壓力系數(shù)，在根據(jù)上述算得試樣的泊松比。
[0016] 本實用新型的有益效果為:通過簡單的實驗步驟，測得我們需要的數(shù)據(jù)，再加 W簡 單運算，即可得到我們需要的巖±材料的側壓力系數(shù)和泊松比。該實驗裝置運用的理論原 理簡單，操作方法便捷，測算結果精確。
【附圖說明】

[0017] 圖1是本實用新型的主視結構示意圖
[0018] 圖2是本實用新型的俯視結構示意圖
[0019]圖中：1加壓板;2下承壓板;3液壓囊;4鋼環(huán)；5液壓表;6止水閥；7限位支架;8限位 板;9被測巖±材料;10底座。
【具體實施方式】
[0020] 下面結合附圖對本實用新型作進一步詳細說明：
[0021] 本實用新型由限位支架、鋼環(huán)、液壓囊、止水閥、限位板、液壓表、下壓板、上壓板， 底座，壓力機組合而成，用壓力機施加已知的軸向壓力，液壓表測出巖±材料側向所受壓 力，從而計算出側壓力系數(shù)，進而計算出巖±材料的泊松比。其結構形式如附圖1所示，包括 放置在被測巖±材料9上部的上壓板1、放置在被測巖±材料9下部的下壓板2,所述上壓板1 固定在壓力機上，用來提供對巖±材料軸向的壓力，所述下壓板2固定在底座10上，所述鋼 環(huán)4固定在限位支架上，所述鋼環(huán)4的內(nèi)部粘貼著液壓囊3,所述液壓囊3的底部設置一注水 口，連接注水口的導管上安裝止水閥6,用止水閥6控制水的進入，頂部通過導管與液壓表5 連接，所述液壓表5與限位支架7相連接，液壓表5可W用來測量巖±材料圍壓的變化。所述 左、右部限位支架對稱安裝在底座10上。
[0022] 具體實施步驟如下：
[0023] (1)將提前制定好的限位支架固定在底座的左右兩側，下壓板安裝在底座的中部， 將液壓囊良好黏貼在鋼環(huán)內(nèi)部，接著將其一同安裝在限位支架上，并使底部高度與下壓板 平行，液壓囊的底部通過導管連接止水閥，上部出水口連接液壓表，并將液壓表固定在限位 支架上。
[0024] (2)將巖±材料樣制作成標準圓柱形樣本，尺寸大?。焊叨韧摥h(huán)高度，直徑比鋼 環(huán)直徑略小10毫米左右。
[0025] (3)將巖±材料樣放入固定好的設備中，即鋼環(huán)內(nèi)，打開止水閥，通過底部注水口 向液壓囊內(nèi)注水，直至液壓囊全部充滿水，通過上部出水口排出氣泡，關閉止水閥。此時液 壓表會有一定的壓力值，讀取并記錄下來。
[0026] (4)開啟壓力機，實驗開始，壓縮巖±材料。加荷過程按照相關技術規(guī)程的加載方 式與速率對試件進行加壓，記錄不同壓力大小下對應的液壓表的讀數(shù)，直至巖±材料破壞。
[0027] (5)數(shù)據(jù)處理:加荷過程中不同壓力下01，壓力表的讀數(shù)減去初始壓力，即為不同 壓力下對應的圍壓03,做出03-01曲線，其前半部分線性階段的平均斜率即為±的側壓力系 數(shù)C，再根據(jù)公式：
[002引
[00巧]算得巖±材料樣的泊松比。
[0030] W上部分描寫和敘述了本實用新型的基本原理、主要特征、創(chuàng)新性和優(yōu)點。本行業(yè) 的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施范例的限制，上述實施范例和說明書中描 述的只是本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會 有各種變化和改進，運些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要 求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1. 一種測量巖土材料側壓力系數(shù)及泊松比的裝置，其特征在于:包括上壓板（1)、下壓 板(2)、液壓囊(3)、鋼環(huán)(4)、液壓表(5)、止水閥（6)、限位支架(7)、限位板(8)、底座（10)構 成，所述底座（10)的左、右部分別對稱安裝有結構相同的限位支架(7)，所述下壓板(2)安裝 在底座（10)的中部，所述鋼環(huán)(4)固定在左右限位支架(7)上，所述液壓囊(3)黏貼在鋼環(huán) (4)內(nèi)部，其底部連接有注水口，所述止水閥（6)安裝在注水口上，所述液壓表(5)與液壓囊 (3)通過導管相連接，液壓表(5)固定于限位支架(7)上，所述限位板(8)安裝在限位支架(7) 的上部，對上壓板(1)進行位移限定，所述上壓板(1)外接于壓力機。
【文檔編號】G01N3/12GK205719803SQ201620507063
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】林斌, 李國強, 余柄學
【申請人】安徽理工大學