圓孔內(nèi)壁環(huán)向應(yīng)變計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖石變形測(cè)量，具體是指一種圓孔內(nèi)壁環(huán)向應(yīng)變計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工程建設(shè)的復(fù)雜程度不斷加大，為了更好地了解現(xiàn)場(chǎng)巖體的力學(xué)性質(zhì)，需要對(duì)巖石進(jìn)行室內(nèi)力學(xué)試驗(yàn)研究以獲取復(fù)雜應(yīng)力作用下巖石的強(qiáng)度、變形和破壞形態(tài)。避免因巖石的變形破壞造成重大的工程事故。
[0003]工程巖體現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖過(guò)程中巖體內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)極為復(fù)雜，表現(xiàn)為:應(yīng)力主軸方向不變情況下主應(yīng)力大小變化、主應(yīng)力大小不變情況下應(yīng)力主軸旋轉(zhuǎn)、應(yīng)力主軸方向旋轉(zhuǎn)及主應(yīng)力大小變化。從宏觀角度考慮，上述應(yīng)力狀態(tài)的改變會(huì)導(dǎo)致巖體產(chǎn)生塑性變形，彈性參數(shù)和強(qiáng)度參數(shù)發(fā)生改變；從微觀角度考慮，巖體內(nèi)部有微裂隙產(chǎn)生、貫通和擴(kuò)展。
[0004]目前，依據(jù)空心圓柱形試樣的受力特點(diǎn)，巖土工程技術(shù)領(lǐng)域已開(kāi)發(fā)出適用于土試樣以及巖石試樣的空心圓柱扭剪儀，可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)力主軸旋轉(zhuǎn)等復(fù)雜的應(yīng)力路徑。針對(duì)巖石空心圓柱扭剪儀，應(yīng)變測(cè)量目前主要采用在巖石試樣表面粘貼應(yīng)變片的方式，該種方式主要存在以下缺點(diǎn):1)加工巖石試樣過(guò)程中，內(nèi)孔的內(nèi)壁不光滑，有鉆紋，應(yīng)變片不能與巖石試樣內(nèi)壁進(jìn)行很好的貼合；2)用于試驗(yàn)的巖石試樣尺寸較小，在巖石試樣內(nèi)孔中粘貼應(yīng)變片的工作空間小，很難控制應(yīng)變片的粘貼位置，致使測(cè)得的應(yīng)變產(chǎn)生誤差；3)應(yīng)變片很脆弱，在后期巖石試樣制備過(guò)程中易損壞，而一旦發(fā)生損壞，就只能放棄該位置的數(shù)據(jù)采集，致使得到的數(shù)據(jù)不完整；4)應(yīng)變片測(cè)得的數(shù)據(jù)只能反映粘貼區(qū)域局部的變形，具有局限性。
[0005]應(yīng)變片法精度和可靠性不高，操作麻煩，造成試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集受限，影響試驗(yàn)結(jié)果的分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是要提供一種圓孔內(nèi)壁環(huán)向應(yīng)變計(jì)，通過(guò)與圓孔內(nèi)壁貼合的剛環(huán)將圓孔內(nèi)壁的變形傳遞到第一鋼片的螺絲上，從而使螺絲的端頭給第二鋼片的一端施加壓力，由于第二鋼片的另一端固定，使得第二鋼片發(fā)生變形，這樣可以實(shí)現(xiàn)將圓孔內(nèi)壁的變形成倍地放大到電阻片所在的位置上。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的一種圓孔內(nèi)壁環(huán)向應(yīng)變計(jì)，用于放置在圓孔內(nèi)測(cè)量圓孔內(nèi)壁的變形，它包括剛環(huán)，所述剛環(huán)上開(kāi)設(shè)有一個(gè)開(kāi)口，所述剛環(huán)內(nèi)設(shè)有平行布置的第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架的一端分別固定在開(kāi)口處，所述第一支架、第二支架與剛環(huán)為一體結(jié)構(gòu)；還包括第一鋼片和應(yīng)變式傳感器，所述應(yīng)變式傳感器包括第二鋼片和電阻片，所述第二鋼片上開(kāi)設(shè)有凹槽，所述電阻片貼在凹槽的底部，電阻片連接的電纜從圓孔內(nèi)引出；所述第一鋼片的一端與第一支架的另一端固定連接，所述第一鋼片的另一端設(shè)有貫穿第一鋼片的螺絲，所述螺絲的端頭與第二鋼片的一端抵觸，所述第二鋼片的另一端固定在第二支架的另一端，所述第一鋼片和第二鋼片呈水平布置。
[0008]優(yōu)選地，所述電阻片靠近第二鋼片的另一端，遠(yuǎn)離第二鋼片的一端。
[0009]進(jìn)一步地，所述第一鋼片的一端通過(guò)銷軸與第一支架的另一端固定連接，所述第二鋼片的另一端通過(guò)銷軸與第二支架的另一端固定連接。
[0010]再進(jìn)一步地，所述第一支架和第二支架的兩端平齊。
[0011]更進(jìn)一步地，所述第一鋼片的另一端與第二鋼片的一端平齊。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0013]其一，本發(fā)明通過(guò)與圓孔內(nèi)壁貼合的剛環(huán)將圓孔內(nèi)壁的變形傳遞到第一鋼片的螺絲上，從而使螺絲的端頭給第二鋼片的一端施加壓力，由于第二鋼片的另一端固定，使得第二鋼片發(fā)生變形，這樣可以實(shí)現(xiàn)將圓孔內(nèi)壁的變形成倍地放大到電阻片所在的位置上。
[0014]其二，本發(fā)明的第二鋼片在電阻片位置對(duì)應(yīng)的鋼片厚度小于其它位置對(duì)應(yīng)的鋼片厚度，這使得第二鋼片發(fā)生變形主要集中在電阻片對(duì)應(yīng)的鋼片位置上，使得整個(gè)應(yīng)變計(jì)靈敏度高。
[0015]其三，本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，穩(wěn)定性好，適用于內(nèi)孔的應(yīng)變測(cè)量。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為一種圓孔內(nèi)壁環(huán)向應(yīng)變計(jì)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為圖1沿A-A方向的剖面示意圖；
[0018]圖3為本發(fā)明剛環(huán)內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:剛環(huán)1 ;開(kāi)口 1.1 ;第一支架2(其中:第一銷軸2.1);第二支架3(其中:第二銷軸3.1);第一鋼片4 ;螺絲4.1 ;應(yīng)變式傳感器5 (其中:第二鋼片5.1，電阻片5.2，凹槽5.11);電纜 6。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但該實(shí)施例不應(yīng)該理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0021]如圖1和圖2所示的一種圓孔內(nèi)壁環(huán)向應(yīng)變計(jì)，用于放置在圓孔內(nèi)測(cè)量圓孔內(nèi)壁的變形，它包括剛環(huán)1，剛環(huán)1上開(kāi)設(shè)有一個(gè)開(kāi)口 1.1，剛環(huán)1內(nèi)設(shè)有平行布置的第一支架2和第二支架3，第一支架2和第二支架3的一端分別固定在開(kāi)口 1.1處，第一支架2、第二支架3與剛環(huán)1為一體結(jié)構(gòu)。
[0022]該裝置還包括第一鋼片4和應(yīng)變式傳感器5。應(yīng)變式傳感器5包括第二鋼片5.1和電阻片5.2，第二鋼片5.1上開(kāi)設(shè)有凹槽5.11，電阻片5.2貼在凹槽5.11的底部，電阻片
5.11連接的電纜6從圓孔內(nèi)引出，其中電阻片5.2靠近第二鋼片5.1的另一端，遠(yuǎn)離第二鋼片5.1的一端。
[0023]如圖3所示，第一鋼片4的一端通過(guò)第一銷軸2.1與第一支架2的另一端固定連接，第一鋼片4的另一端設(shè)有貫穿第一鋼片4的螺絲4.1，螺絲4.1的端頭與第二鋼片5.1的一端抵觸，第二鋼片5.1的另一端通過(guò)第二銷軸3.1與第二支架3的另一端固定連接，第一鋼片4和第二鋼片5.1呈水平布置。其中，第一支架2和第二支架3的兩端平齊；第一鋼片4的另一端與第二鋼片5.1的一端平齊。
[0024]本發(fā)明工作時(shí)，將圓孔內(nèi)壁環(huán)向應(yīng)變計(jì)放置于圓孔內(nèi)，與圓孔內(nèi)壁貼合的剛環(huán)1將圓孔內(nèi)壁的變形傳遞到第一鋼片4的螺絲4.1上，從而使螺絲4.1的端頭給第二鋼片5.1的一端施加壓力，由于第二鋼片5.1的另一端固定，使得第二鋼片5.1發(fā)生變形，這樣可以實(shí)現(xiàn)將圓孔內(nèi)壁的變形成倍地放大到電阻片5.2所在的位置上。
[0025]本說(shuō)明書(shū)中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容，屬于本專業(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種圓孔內(nèi)壁環(huán)向應(yīng)變計(jì)，用于放置在圓孔內(nèi)測(cè)量圓孔內(nèi)壁的變形，其特征在于:它包括剛環(huán)(1)，所述剛環(huán)(1)上開(kāi)設(shè)有一個(gè)開(kāi)口(1.1)，所述剛環(huán)(1)內(nèi)設(shè)有平行布置的第一支架(2)和第二支架(3)，所述第一支架(2)和第二支架(3)的一端分別固定在開(kāi)口(1.1)處；還包括第一鋼片(4)和應(yīng)變式傳感器(5)，所述應(yīng)變式傳感器(5)包括第二鋼片(5.1)和電阻片(5.2)，所述第二鋼片(5.1)上開(kāi)設(shè)有凹槽(5.11)，所述電阻片(5.2)貼在凹槽(5.11)的底部，電阻片(5.11)連接的電纜(6)從圓孔內(nèi)引出；所述第一鋼片⑷的一端與第一支架(2)的另一端固定連接，所述第一鋼片(4)的另一端設(shè)有貫穿第一鋼片(4)的螺絲(4.1)，所述螺絲(4.1)的端頭與第二鋼片(5.1)的一端抵觸，所述第二鋼片(5.1)的另一端固定在第二支架(3)的另一端，所述第一鋼片(4)和第二鋼片(5.1)呈水平布置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓孔內(nèi)壁環(huán)向應(yīng)變計(jì)，其特征在于:所述電阻片(5.2)靠近第二鋼片(5.1)的另一端，遠(yuǎn)離第二鋼片(5.1)的一端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓孔內(nèi)壁環(huán)向應(yīng)變計(jì)，其特征在于:所述第一鋼片(4)的一端通過(guò)第一銷軸(2.1)與第一支架(2)的另一端固定連接，所述第二鋼片(5.1)的另一端通過(guò)第二銷軸(3.1)與第二支架(3)的另一端固定連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓孔內(nèi)壁環(huán)向應(yīng)變計(jì)，其特征在于:所述第一支架(2)和第二支架(3)的兩端平齊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓孔內(nèi)壁環(huán)向應(yīng)變計(jì)，其特征在于:所述第一鋼片(4)的另一端與第二鋼片(5.1)的一端平齊。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種圓孔內(nèi)壁環(huán)向應(yīng)變計(jì)，包括剛環(huán)，剛環(huán)上開(kāi)設(shè)有一個(gè)開(kāi)口，剛環(huán)內(nèi)設(shè)有平行布置的第一支架和第二支架，第一支架和第二支架的一端分別固定在開(kāi)口處；還包括第一鋼片和應(yīng)變式傳感器，應(yīng)變式傳感器包括第二鋼片和電阻片，第二鋼片上開(kāi)設(shè)有凹槽，電阻片貼在凹槽的底部，電阻片連接的電纜從圓孔內(nèi)引出；第一鋼片的一端與第一支架的另一端固定連接，第一鋼片的另一端設(shè)有貫穿第一鋼片的螺絲，螺絲的端頭與第二鋼片的一端抵觸，第二鋼片的另一端固定在第二支架的另一端，第一鋼片和第二鋼片呈水平布置。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，穩(wěn)定性好，適用于內(nèi)孔的應(yīng)變測(cè)量。
【IPC分類】G01B7/16
【公開(kāi)號(hào)】CN105403141
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510852584
【發(fā)明人】周輝, 姜玥, 盧景景, 胡大偉, 張傳慶, 高陽(yáng), 陳珺
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
【公開(kāi)日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年11月27日