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原文传递一种高温下单轴压缩岩石径向变形测量方法

专利名称：	一种高温下单轴压缩岩石径向变形测量方法
摘要：	一种高温下单轴压缩岩石径向变形测量方法，属于岩石力学领域,它包括如下步骤Ⅰ.把试样放在单轴压缩岩石径向变形测量装置的耐高温底座上面，连接耐高温加长杆与轴压压头，并在耐高温加长杆上面安装冷却装置；启动轴压加载装置，下降轴压压头，使耐高温加长杆的下端通过耐高温球型座与试样上端面轻轻地接触在一起；Ⅱ.分别把4个径向位移测量装置的石英棒两端分别与试样、LVDT位移传感器连接；Ⅲ.开启升温控温装置，设置温度值25°C‑1000°C，以5°C/min‑40°C/min的升温速率的升温速率进行加热加压。本发明实现长期高温（1000°C）单轴岩石力学试验，并可以实现实时动态采集径向变形。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山西;14
申请人：	太原理工大学
发明人：	梁卫国;曹孟涛;胡耀青;王岐;耿毅德;武鹏飞
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-10T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-28T00:00:00+0800
申请号：	CN201910286697.6
公开号：	CN109946171A
代理机构：	太原市科瑞达专利代理有限公司
代理人：	卢茂春
分类号：	G01N3/18(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	030024 山西省太原市万柏林区迎泽西大街79号
主权项：	1.一种高温下单轴压缩岩石径向变形测量方法，其特征是包括下述操作步骤： Ⅰ.把试样（1）放在单轴压缩岩石径向变形测量装置的耐高温底座（15）上面，连接耐高温加长杆（4）与轴压压头（17），并在耐高温加长杆（4）上面安装冷却装置（3）；启动轴压加载装置，下降轴压压头，使耐高温加长杆（4）的下端通过耐高温球型座（5）与试样（1）上端面轻轻地接触在一起； Ⅱ.分别把4个径向位移测量装置的石英棒（10）一端穿过加热炉炉壁（6）、保温充填材料（7）与试样（1）接触，石英棒（10）另一端与LVDT位移传感器（13）连接；通过LVDT位移传感（13）实时动态采集试验过程中径向位移； Ⅲ. 开启升温控温装置，设置温度值25°C -1000°C，以5°C/min-40°C/min的升温速率进行加热，然后保温4小时后，即可认为试样的温度已经达到稳态值，之后可以进行单轴压缩试验； Ⅳ. 开启轴向加载装置，打开温度/位移采集装置，轴压以0.05 KN/s的加载速度进行加载至所需要的荷载F0，进入保压阶段，保压时间为t小时，直到试验结束，试验期间可以实时动态采集试样的轴向应变以及径向应变； 4个LVDT位移传感器的初始位移都是0，试样的直径为d0，长度为h0，t1时刻轴向的位移为h1，A、B、C、D四点的位移分别为dA，dB，dC，dd，则t1时刻轴向应变为径向应变为 Ⅴ. 试验结束后，保存数据；所述单轴压缩岩石径向变形测量装置包括轴压加载装置、升温控温装置、径向位移测量装置、温度/位移采集装置，轴压加载装置包括压力机，压力机的轴压压头（17）与耐高温加长杆（4）相连，并在耐高温加长杆（4）上距离二者连接处的10cm处连接冷却装置（3），耐高温加长杆（4）伸入到加热炉炉腔（2）内且耐高温加长杆（4）的底端通过耐高温球型座（5）与安装在耐高温底座（15）上的试样（1）轻轻地接触；加热炉炉壁（6）之外设置径向位移测量装置，径向位移测量装置的石英棒伸入到加热炉腔（2）与试样（1）触接；所述径向位移测量装置包括石英棒（10）、小型冷却装置（9）、滑块（11）、联轴器（12）、LVDT位移传感器（13），石英棒（10）一端穿过加热炉炉壁（6）、保温充填材料（7）与试样（1）接触，在石英棒（10）的出口连接小型冷却装置（9），防止温度太高影响LVDT位移传感器（13）的使用，并连接在两个滑块（11）上，保证石英棒的轴向与两个滑块的中线平行，且在同一个水平面上，石英棒（10）通过联轴器（12）与LVDT位移传感器（13）连接在一起，所述径向位移测量装置设有4组，4组径向位移测量装置呈辐射状设置在炉体外周，相邻位移传感器之间呈90°角；石英棒（10）另一端穿过小型冷却装置（9）、两个滑块（11）与联轴器（12）连接，联轴器（12）与LVDT位移传感器（13）连接；小型冷却装置（9）设置在石英棒（10）的出口位置，保证LVDT位移传感器（13）以及滑块（11）的良好工作环境；两个滑块（11）均与石英棒（10）同心；所述升温控温装置包括加热炉壁（6）、加热炉腔（2）、保温充填材料（7）、温度传感器（16）、加热炉支座（14）、电炉丝（8）及温控装置，加热炉壁（6）与加热炉腔（2）之间填充有保温充填材料（7），温度传感器（16）由加热炉壁（6）之外伸入到加热炉腔（2）内，通过温度传感器（16）测量加热炉腔（2）内的实时温度，加热炉炉腔（2）内设置电炉丝（8），电炉丝（8）连接温控装置。 2.一种高温下单轴压缩岩石径向变形测量方法，其特征是包括下述操作步骤： Ⅰ.把试样（1）放在单轴压缩岩石径向变形测量装置的耐高温底座（15）上面，连接耐高温加长杆（4）与轴压压头（17），并在耐高温加长杆（4）上面安装冷却装置（3）；启动轴压加载装置，下降轴压压头，使耐高温加长杆（4）的下端通过耐高温球型座（5）与试样（1）上端面轻轻地接触在一起； Ⅱ. 分别把4个径向位移测量装置的石英棒（10）一端穿过加热炉炉壁（6）、保温充填材料（7）与试样（1）接触，石英棒（10）另一端与LVDT位移传感器（13）连接；通过LVDT位移传感（13）实时动态采集试验过程中径向位移； Ⅲ. 开启升温控温装置，设置温度值25°C -1000°C，以5°C/min-40°C/min的升温速率进行加热，然后保温4小时后，即可认为试样的温度已经达到稳态值，之后可以进行单轴压缩试验； Ⅳ. 开启轴向加载装置，打开温度/位移采集装置，轴压以0.02mm/min的加载速度进行加载,直到试验结束，试验期间实时动态采集试样的轴向应变以及径向应变； 4个LVDT位移传感器的初始位移都是0，试样的直径为d0，长度为h0，t1时刻轴向的位移为h1，A、B、C、D四点的位移分别为dA，dB，dC，dd，则t1时刻轴向应变为：径向应变为： Ⅴ. 试验结束后，保存数据，并把各装置放回原样；所述单轴压缩岩石径向变形测量装置包括轴压加载装置、升温控温装置、径向位移测量装置、温度/位移采集装置，轴压加载装置包括压力机，压力机的轴压压头（17）与耐高温加长杆（4）相连，并在耐高温加长杆（4）上距离二者连接处的10cm处连接冷却装置（3），耐高温加长杆（4）伸入到加热炉炉腔（2）内且耐高温加长杆（4）的底端通过耐高温球型座（5）与安装在耐高温底座（15）上的试样（1）轻轻地接触；加热炉炉壁（6）之外设置径向位移测量装置，径向位移测量装置的石英棒伸入到加热炉腔（2）与试样（1）触接；所述径向位移测量装置包括石英棒（10）、小型冷却装置（9）、滑块（11）、联轴器（12）、LVDT位移传感器（13），石英棒穿过加热炉炉壁（6）、保温充填材料（7）与试样（1）接触，在石英棒（10）的出口连接小型冷却装置（9），防止温度太高影响LVDT位移传感器（13）的使用，并连接在两个阻力近乎为零的滑块（11）上，保证石英棒的轴向与两个滑块的中线平行，且在同一个水平面上，最后，通过联轴器（12）把石英棒（10）与LVDT位移传感器（13）串联在一起，通过LVDT位移传感（13）实时动态采集试验过程中径向位移；所述升温控温装置包括加热炉壁（6）、加热炉腔（2）、保温充填材料（7）、温度传感器（16）、加热炉支座（14）、电炉丝（8）及温控装置，加热炉壁（6）与加热炉腔（2）之间填充有保温充填材料（7），温度传感器（16）由加热炉壁（6）之外伸入到加热炉腔（2）内，通过温度传感器（16）测量加热炉腔（2）内的实时温度，加热炉炉腔（2）内设置电炉丝（8），电炉丝（8）连接温控装置。
所属类别：	发明专利