一种标定岩石滞弹性应变恢复柔量的恒载仪的制作方法

1.本实用新型涉及土木工程，特别涉及一种标定岩石滞弹性应变恢复柔量的恒载仪。


背景技术：

2.岩石的滞弹性应变恢复柔量(anelastic strain recovery compliances)是asr法地应力测量中将实测应变换算成原地应力大小的重要参数，同时也是岩石本身固有的依赖于时间效应的岩石力学参数之一。岩石的流变性是asr法测量的基础，滞弹性应变恢复柔量是滞弹性恢复变形中岩石固有的力学属性，即单位应力引起的随时间变化的非弹性恢复应变，需要通过实验确定。因此现场岩芯取回后，需要通过室内实验进行滞弹性应变恢复柔量的标定。
3.标定岩石的滞弹性应变恢复柔量需要对岩石进行较长时间的单轴加载，传统加载仪多通过电液压加载方式，仪器笨重，造价昂贵，加载时噪音大，实验成本高。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种标定岩石滞弹性应变恢复柔量的恒载仪，通过砝码、杠杆原理完成对岩石的单轴加载，无需用电、无需液压
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：
6.本实用新型的一种标定岩石滞弹性应变恢复柔量的恒载仪，包括加载台和设置于其上的门型加载框架，加载台固定安装在支架顶端，其特征是：所述门型加载框架通过轴套与加载台形成竖向滑移配合，加载台下的支架内设置杠杆加载系统，该杠杆加载系统通过传力杆与门型加载框架的下端连接；所述门型加载框架上安装竖向延伸的加载螺杆，在加载螺杆的下端固定设置加载片。
7.本实用新型的有益效果是，利用砝码、杠杆原理完成对岩石的单轴加载，无需用电、无需液压，仪器生产成本低，加载实验成本低；杠杆比为1：100，使用较轻的加载砝码的质量可得到满足实验要求的加载压力，且根据砝码质量、岩芯式样横截面积等参数可精确计算出加载压力，保证精确度；可通过调节加载螺杆的垂直度保证不会偏心加载；加载过程没有噪音，操作方便，尤其适合做标定岩石滞弹性应变恢复柔量的实验；采用支架结构并配有底部自走滑轮，仪器稳定性好且搬运方便；
附图说明
8.本说明书包括如下两幅附图：
9.图1是本实用新型一种标定岩石滞弹性应变恢复柔量的恒载仪的结构示意图；
10.图2是本实用新型一种标定岩石滞弹性应变恢复柔量的恒载仪中门型加载框架的结构示意图。
11.图中示出构件和对应的标记：加载台10、支架11、自走滑轮12、左侧竖板13、右侧竖
板14、轴套15、第一横杆20、第二横杆21、连杆22、传力杆23、平衡砝码螺杆24、加载砝码挂钩25、加载砝码26、平衡砝码27、左侧立柱31、右侧立柱32、加载螺杆33、框架横梁34、加载片35、调节螺母36、锁止螺母37。
具体实施方式
12.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
13.参照图1，本实用新型的一种标定岩石滞弹性应变恢复柔量的恒载仪，包括加载台10和设置于其上的门型加载框架，加载台10固定安装在支架11顶端。所述门型加载框架通过轴套15与加载台10形成竖向滑移配合，加载台10下的支架11内设置杠杆加载系统，该杠杆加载系统通过传力杆23与门型加载框架的下端连接。所述门型加载框架上安装竖向延伸的加载螺杆33，在加载螺杆33的下端固定设置加载片35。利用砝码、杠杆原理完成对岩石的单轴加载，无需用电、无需液压，仪器生产成本低，加载实验成本低，可通过调节加载螺杆的垂直度保证不会偏心加载；加载过程没有噪音，操作方便，尤其适合做标定岩石滞弹性应变恢复柔量的实验。
14.参照图1，所述杠杆加载系统包括第一横杆20、第二横杆21和连杆22，第一横杆20的左侧与固定连接在支架11上的左侧竖板13铰接，第二横杆21的右侧与固定连接在支架11上的右侧竖板14铰接。所述连杆22的上端与第二横杆21的左端铰接，下端则与下方的第一横杆20铰接；所述传力杆23的下端铰接在第二横杆21的右侧，上端与门型加载框架的下端铰接。所述第一横杆20的右端设置用于挂载加载砝码26的加载砝码挂钩25，左端设置用于挂载平衡砝码27的平衡砝码螺杆24。为提高仪器稳定性且便于搬运，所述支架11的支撑腿的下端均安装有自走滑轮12。所述杠杆加载系统的杠杆比为1：100，使用较轻的加载砝码的质量可得到满足实验要求的加载压力，且根据砝码质量、岩芯式样横截面积等参数可精确计算出加载压力，保证精确度。
15.参照图2，所述门型加载框架由左侧立柱31、右侧立柱32和框架横梁34构成，框架横梁34的横向两端分别套装的左侧立柱31、右侧立柱32上，在左侧立柱31和右侧立柱32的螺纹段内各设置一对用于调节框架横梁34高度的调节螺母36。所述加载螺杆33穿过调节框架横梁34中部的通孔，且在调节框架横梁34竖各两侧设置一对锁止螺母37。
16.工作过程：
17.将取自岩芯的岩样打磨加工成标准尺寸φ50mm
×
100mm的圆柱体(当试样尺寸不采用标准尺寸φ50mm
×
100mm圆柱体时，高径比必须保持在2:1
‑
2.5:1)，黏贴应变片并连接滞弹性采集器，完成后人工抬起第一横杆20。由于加载砝码27的自重荷载通过门型加载框架和加载螺杆33进行传递，因此需保证加载螺杆33的垂直及框架横梁34的水平。使用直角量规控制加载螺杆33与加载台10垂直，紧固锁止螺母37将加载螺杆33位置固定。使用水平尺放置于框架横梁34上部，调节框架横梁34左右两端的调节螺母36使框架横梁34水平，之后紧固调节螺母36保证框架横梁34位置固定。将黏贴好应变片的式样放置在加载台10上，使用加载螺杆加载螺杆33上下端锁止螺母37调节加载螺杆33长度使加载片3能刚好接触试样表面。取相应重量的加载砝码26放置在加载砝码挂钩25上，调整平衡砝码27在平衡砝码螺杆24上的位置，使第一横杆20、第二横杆21保持平衡，式样开始加载。由于岩石的时效性变形在初期更明显，因此加载初期将采集器采集频率设置为10min/次，并保持24小时，之后
将采集器采集频率设置为30min/次，加载时间共保持72小时以上，加载期间每天提取并保存采集器数据。加载完成后，迅速去除加载砝码26完成卸载，卸载完成后，保持其余实验条件不变，进行卸载数据读取，卸载初期采集器设置时间间隔为10min/次，48小时后设置时间间隔为30min/次，卸载实验持续约7天(168小时)，卸载期间每天提取并保存采集器数据。
18.实验加载压力与砝码质量之间的换算可以通过下公式确定：
[0019][0020]
式中：σ是单轴加载压力，单位mpa；k是单轴恒载仪杠杆比1:100；a是加载试件横截面面积，单位m2；m是加载砝码质量，单位kg；g
–
是重力加速度，9.8n/kg；r是加载试件截面半径，单位m。
[0021]
以上所述只是用图解说明本实用新型一种标定岩石滞弹性应变恢复柔量的恒载仪的一些原理，并非是要将本实用新型局限在所示和所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本实用新型所申请的专利范围。