本实用新型涉及一种膨胀应力测试装置，具体涉及一种岩体膨胀应力测试仪。
背景技术：
一般试验测量岩土体膨胀应力的仪器在土力学方面主要是常规固结仪，圆柱试样尺寸为高20mm，土体遇水膨胀，通过杠杆原理施加外荷载约束试样竖向变形的方式获得膨胀力；另外，还有学者采用三轴压缩强度试验仪来测试竖向膨胀力和膨胀应变，该仪器可以提供侧向水压力，试样从底部吸水膨胀。
针对现有的测试膨胀应力和应变的技术，常规高压固结仪和三轴强度试验仪，高压固结仪在试验主要用于测试膨胀土或扰动膨胀岩的平衡膨胀力，具有快速、简洁、高效的试验特点，其确定是不能模拟一定水压作用下的岩体膨胀，同时由于杠杆原理，力臂微小角度差异会造成试样受力不均匀，精度有待提高。
三轴强度测试仪其目的是用于测试岩土体的抗压强度的，其侧向加力系统是应用伺服机保持试样侧向荷载恒定，因此，对于压力室的密闭性，三轴仪无法保证，这一点应用于测试膨胀岩的膨胀量、吸水量不能满足。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种岩体膨胀应力测试仪，该装置采用活塞式气压加载密封耦合技术，使测试结果更加准确。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种岩体膨胀应力测试仪，包括试样放置装置、膨胀应力测试装置和显示系统，所述试样放置装置包括承压护筒和位于所述承压护筒顶部可拆卸连接的端盖，所述试样放置装置内放置有试样，所述试样下方设有垫块，所述试样上方设有轴压活塞，所述轴压活塞与端盖之间形成气压室，所述气压室通过气压调压阀与氮气瓶相连；所述膨胀应力测试装置包括形变测试装置和注水装置，所述形变测试装置包括和轴压活塞固定连接的移动杆，以及设置在支座上的形变千分表，所述支座与端盖固定连接，所述注水装置包括储水容器和所述移动杆内部设置的通水管道，所述储水容器通过水压调压阀与氮气瓶相连；所述试样放置装置和膨胀应力测试装置均放置在封闭的恒温室内。
本实用新型的有益效果是：本仪器可以调节水压和气压，使移动杆带动形变千分表显示数据改变，通过渗透压力、竖向压力、储水容器的液面变化和形变千分表的示数改变获得岩石的膨胀应力，还可以通过手动调节气压室的压强的方式确保形变千分表示数不变，以获得不同渗透水压力下岩石的平衡膨胀应力，恒温室可减小温度对气压的影响，该装置采用活塞式气压加载密封耦合技术，使测试结果更加准确。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述显示系统包括内压二次仪表和轴压二次仪表，所述内压二次仪表通过内压传感器与通水管道相连，所述轴压二次仪表通过轴压传感器与气压室相连。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过内压二次仪表显示内压压力，通过轴压二次仪表显示轴压压力。
进一步，所述气压调压阀与气压室的连接管道上设有注气阀A，所述水压调压阀与储水容器的连接管道上设有注气阀B，所述储水容器与通水管道的连接管道上设有注液阀，所述气压室的排气管道上设有卸压阀A。
采用上述进一步方案的有益效果是：可以通过控制注气阀A、注气阀B、注液阀和卸压阀A来控制液体和气体的注入。
进一步，所述通水管道还与真空泵相连，所述真空泵与通水管道的连接管上设有卸压阀B。
采用上述进一步方案的有益效果是：在实验开始前，使用真空泵吸尽试样放置装置内的空气，营造一个真空的实验环境。
进一步，所述试样放置装置与试样之间设有渗透层。
采用上述进一步方案的有益效果是：利于水与岩样的充分接触，方便试验结束后将膨胀了的岩样从装置中取出。
进一步，所述渗透层的材质为石英砂。
采用上述进一步方案的有益效果是：石英砂既可以透水，又可以起到固型作用，减缓水压力作用下岩样的解体等状况发生。
进一步，所述储水容器上设有刻度。
采用上述进一步方案的有益效果是：可通过储水容器上刻度的变化得到岩石的吸水量。
进一步，所述气压室还连接有气体稳压容器。
采用上述进一步方案的有益效果是：减少实验过程中因漏气或温度变化引起压力波动。
附图说明
图1为本实用新型结构原理图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、承压护筒，2、轴压活塞，3、气压室，4、端盖，5、试样，6、垫块， 7、渗透层，8、底座，9、移动杆，10、形变千分表，11、通水管道，121、注气阀A，122、注气阀B，123、注液阀，124、卸压阀A，125、卸压阀B，13、储水容器。
具体实施方试
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，一种岩体膨胀应力测试仪，包括试样放置装置、膨胀应力测试装置和显示系统，试样放置装置包括承压护筒1和位于承压护筒1顶部可拆卸连接的端盖4，试样放置装置内放置有试样5，试样5下方设有垫块6，试样5上方设有轴压活塞2，轴压活塞2与端盖4之间形成气压室3，气压室3通过气压调压阀与氮气瓶相连；膨胀应力测试装置包括形变测试装置和注水装置，形变测试装置包括和轴压活塞2固定连接的移动杆9，以及设置在支座8上的形变千分表10，支座8与端盖4固定连接，注水装置包括储水容器13和所述移动杆9内部设置的通水管道11，储水容器13通过水压调压阀与氮气瓶相连；试样放置装置和膨胀应力测试装置均放置在封闭的恒温室内。
本仪器可以调节水压和气压，使移动杆9带动形变千分表10显示数据改变，通过渗透压、竖向压力、储水容器13的液面变化和形变千分表10的示数改变获得岩石的膨胀应力，还可以通过手动调节气压室3的压强确保形变千分10表示数不变，以获得不同渗透水压力作用下岩石的平衡膨胀应力，恒温室可减小温度对气压的影响，该装置采用活塞式气压加载密封耦合技术，使测试结果更加准确。
在本实用新型中，显示系统包括内压二次仪表和轴压二次仪表，内压二次仪表通过内压传感器与通水管道11相连，轴压二次仪表通过轴压传感器与气压室3相连；通过内压二次仪表显示内压压力，通过轴压二次仪表显示轴压压力。
在本实用新型中，气压调压阀与气压室的连接管道上设有注气阀A121，所述水压调压阀与储水容器的连接管道上设有注气阀B122，所述储水容器与通水管道的连接管道上设有注液阀123，所述气压室的排气管道上设有卸压阀A124；可以通过控制注气阀A121、注气阀B122、注液阀123和卸压阀A124来控制液体和气体的注入。
在本实用新型中，通水管道11还与真空泵相连，所述真空泵与通水管道11的连接管上设有卸压阀B125；在实验开始前，使用真空泵吸尽试样放置装置内的空气，营造一个真空的实验环境。
在本实用新型中，试样放置装置与试样5之间设有渗透层7；利于水与岩样的充分接触，方便试验结束后将膨胀了的岩样从装置中取出。
在本实用新型中，渗透层7的材质为石英砂；石英砂既可以透水，又可以起到固型作用，减缓水压力作用下岩样的解体等状况发生。
在本实用新型中，储水容器13上设有刻度；可通过储水容器13上刻度的变化得到岩石的吸水量。
在本实用新型中，气压室3还连接有气体稳压容器；减少实验过程中因漏气或温度变化引起的压力波动。
本实用新型的另一实施例为：试样放置装置还可以改进承压护筒1，通过加装透水对开膜或者采用刚性透水材料，紧箍圆柱型试样5，以达到保障水与岩石接触的同时又限制侧向膨胀的目的；在承压护筒1内部，圆柱试样 5侧面安置环形传感器，用于测试试样的侧向应力；储水容器13中的水可以换为防腐透明液体，用含不同离子的溶液对膨胀岩进行试验。
本实用新型的具体实施方式为：
1.制样：在机床上制备直径50mm，高100mm的标准圆柱试样5，圆柱试样5上下表面平整且平行。
2.放置试样：打开试样放置装置的端盖4，将标准试样5经放入试样放置装置中，避免机械力造成试样损坏。
3.石英砂填充：试样5放入试样放置装置之后，再向试样5周围缓慢加入适量的石英砂，保证石英砂充分填充于装置内的孔隙空间内，布满试样 5周围，并与试样5高度齐平。
4.试验准备：将端盖4与轴压护筒2紧密连接，用真空泵抽出试样放置装置中的空气，以保证轴压活塞2与试样5的紧密接触,准备试验。
5.围压加载：打开气压调压阀，向气压室3中施加一定压力P0，待气压调压阀示数稳定后，记录千分表的读数S0，打开注气阀A121和注气阀 B122，向气压室3和储水容器13中注入氮气，设置一定的渗透水压力P1，渗透水压力记载初始时刻，水在压力P1作用下迅速进入试样放置装置内，储水容器13内的液面快速下降，待储水容器13内的液面基本稳定后，记录初始液面刻度。
6.测量膨胀应力和平衡膨胀应力：水进入试样5中使试样5膨胀，此时形变千分表10示数改变，从水压调压阀上即可得出此时的渗透压，从气压调压阀上即可得出此时的竖向压力，通过渗透压、竖向压力、储水容器13 的液面差和形变千分表10的示数改变获得岩石的膨胀应力，改变气压调压阀和水压调压阀，使形变千分表10的示数保持不变，根据气压调压阀和水压调压阀示数的改变得出平衡膨胀应力。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。