一种单轴压缩条件下岩石横向导热系数的测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于岩石性能测试领域，具体涉及一种单轴压缩条件下岩石横向导热系数的测量装置。本实用新型专利技术中，固定装置套在岩样的中部，岩样的一侧设有聚苯乙烯泡沫板，热传导探头位于岩样和聚苯乙烯泡沫板之间，热传导探头感应面的一侧贴附在岩样侧面的中部，导线与热传导探头连接，并从岩样侧面的下部引出；螺栓安装在固定装置上，螺栓与聚苯乙烯泡沫板之间设有圆形钢制垫片，通过螺栓将热传导探头紧密夹持在岩样和聚苯乙烯泡沫板之间；在岩样中部安装轴向引伸计和横向引伸计，分别用于测量岩石在压缩过程中的轴向和横向变形。本实用新型专利技术能够实现单轴压缩条件下岩样横向导热系数、轴向应力、轴向应变和横向应变的一体化测量。

A device for measuring lateral thermal conductivity of rock under uniaxial compression

The utility model belongs to the field of rock performance testing, in particular to a measuring device for transverse thermal conductivity of rock under uniaxial compression conditions. In the utility model, the fixing device is sleeved in the middle of the rock sample, a polystyrene foam plate is arranged on one side of the rock sample, the heat conduction probe is located between the rock sample and the polystyrene foam plate, one side of the induction surface of the heat conduction probe is attached to the middle of the side of the rock sample, the wire is connected with the heat conduction probe, and is drawn from the lower part of the side of the rock sample. A round steel gasket is arranged between the bolt and the polystyrene foam plate, and the heat conduction probe is clamped tightly between the rock sample and the polystyrene foam plate by the bolt; the axial extensometer and the transverse extensometer are installed in the middle of the rock sample to measure the axial and transverse extensometers of the rock during compression, respectively. Deformation. The utility model can realize the integrated measurement of transverse thermal conductivity, axial stress, axial strain and transverse strain of rock samples under uniaxial compression conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种单轴压缩条件下岩石横向导热系数的测量装置
本技术属于岩石性能测试领域，具体涉及一种单轴压缩条件下岩石横向导热系数的测量装置。
技术介绍
深地质处置是国际上公认的高放废物处置方法，在处置库围岩所有工程特性中，热传导特性是最为重要的因素之一，其直接影响处置库的整体布局和处置单元间距的优化。处置库的开挖扰动了深部岩体的初始应力状态，导致围岩应力重分布，开挖面附近的应力方向发生变化，垂直开挖面方向应力解除至零，沿开挖面方向则发生应力集中，岩石近似处于单轴状态。高放废物释放的热量主要沿垂直于开挖面方向传播，准确评价该方向岩石热传导特性是目前高放废物地质处置工程研究领域的瓶颈问题之一，采用室内测量方法来获取岩样在单轴压缩条件下的横向导热系数是解决这一问题的重要途径。现有单轴压缩条件下的岩样导热系数测量多采用分条(Dividedbar)法和瞬时平面热源(TPS)法。分条法是一种稳态测量方法，不仅测量速度较慢，而且主要针对于圆柱形岩样在压缩过程中的轴向导热系数测量，难以测得垂直于压缩应力方向上的横向导热系数。此外，这种方法也难以对岩样进行轴向应变、横向应变和导热系数一体化测量。瞬时平面热源法通常将热传导探头夹于两块圆柱形岩样之间，由于热传导探头不能承受高压，难以获得硬岩(如花岗岩)在高压应力下的导热系数。同时，这种将热传导探头夹于两块岩样之间的组合结构也仅能获得轴向导热系数。因此，本技术就是在这种情况下，开发了一种单轴压缩条件下岩石横向导热系数的测量装置。
技术实现思路
本技术解决的技术问题：本技术提供一种单轴压缩条件下岩石横向导热系数的测量装置，能够实现岩样横向导热系数、轴向应力、轴向应变和横向应变一体化测量。本技术采用如下技术方案：一种单轴压缩条件下岩石横向导热系数的测量装置，包括固定装置、圆形钢制垫片、螺栓、热传导探头、热传导导线、聚苯乙烯泡沫板、轴向引伸计、横向引伸计；固定装置套在岩样的中部，岩样的一侧设有聚苯乙烯泡沫板，热传导探头位于岩样和聚苯乙烯泡沫板之间，热传导探头感应面的一侧贴附在岩样侧面的中部，导线与热传导探头连接，并从岩样侧面的下部引出；螺栓安装在固定装置上，螺栓与聚苯乙烯泡沫板之间设有圆形钢制垫片，通过螺栓将热传导探头紧密夹持在岩样和聚苯乙烯泡沫板之间；在岩样中部安装轴向引伸计和横向引伸计，分别用于测量岩石在压缩过程中的轴向和横向变形。所述固定装置为一体式无焊接框架结构，包括上下两个尺寸相同的长方形框和两个长度相同的竖杆，两个竖杆分别位于两个长方形框短边的中部，其中一个竖杆的中部钻有小孔，小孔上有螺纹，用于上紧螺栓。本技术的有益效果：(1)、本技术采用固定装置将岩样、热传导探头和聚苯乙烯泡沫板固定为一体，不影响轴向和横向引伸计的安装和正常工作，实现了岩样横向导热系数、轴向应力、轴向应变和横向应变一体化测量；(2)、在试验过程中，热传导探头位于岩样侧面，不直接承受轴向压力，使其得到有效保护，避免了发生损坏，能够应用于岩石单轴压缩破坏全过程的导热系数测量；(3)、岩样在受压发生横向膨胀变形过程中与热传导探头的接触更为紧密，进一步减少了热传导探头与岩样接触面间的热抵制，使导热系数的测量结果更为准确；(4)、利用聚苯乙烯泡沫板作为隔热材料符合瞬时平面热源法的单面测量原理，同时聚苯乙烯泡沫板为柔性材质，具有一定的缓冲能力，避免了岩石受力膨胀变形过程中挤坏固定装置而导致测量失败的情况发生。附图说明图1为本技术提供的一种单轴压缩条件下岩石横向导热系数的测量装置剖面结构示意图；图2为本技术提供的一种单轴压缩条件下岩石横向导热系数的测量装置俯视结构示意图；图3为本技术提供的一种单轴压缩条件下岩石横向导热系数的测量装置左视结构示意图；图中：1.固定装置，2.岩样，3.圆形钢制垫片，4.螺栓，5.热传导探头，6.热传导导线，7.聚苯乙烯泡沫板，8.轴向引伸计，9.横向引伸计。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术提供的一种单轴压缩条件下岩石横向导热系数的测量装置作进一步详细的说明。如图1-3所示，本技术提供的一种单轴压缩条件下岩石横向导热系数的测量装置，包括固定装置1、圆形钢制垫片3、螺栓4、热传导探头5、热传导导线6、聚苯乙烯泡沫板7、轴向引伸计8和横向引伸计9。首先将固定装置1套在岩样2的中部，岩样2为尺寸45×45×112.5mm3的棱柱形，固定装置1由铝材质制成，包括框架和螺栓4，框架为一体式无焊接结构，包括上下两个尺寸相同的长方形框和两个长度相同的竖杆，两个竖杆分别位于两个长方形框短边的中部，其中一个竖杆的中部钻有小孔，小孔上有螺纹，用于上紧螺栓4，螺栓4底部焊有圆形钢制垫片3，该圆形钢制垫片3的直径为45mm，厚度为1mm；然后将热传导探头5竖向放置，使其感应面的一侧贴附在岩样侧面的中部，导线6从岩样2侧面的下部引出；随后在热传导探头5感应面的另一侧放入聚苯乙烯泡沫板7，使其与岩样2侧面吻合，聚苯乙烯泡沫板的尺寸为15×45×112.5mm3；最后拧紧螺栓4，将热传导探头5紧密夹持在岩样2和聚苯乙烯泡沫板7之间；在岩样2中部安装轴向引伸计8和横向引伸计9，分别用于测量岩石在压缩过程中的轴向和横向变形。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单轴压缩条件下岩石横向导热系数的测量装置，其特征在于：包括固定装置(1)、圆形钢制垫片(3)、螺栓(4)、热传导探头(5)、热传导导线(6)、聚苯乙烯泡沫板(7)、轴向引伸计(8)、横向引伸计(9)；固定装置(1)套在岩样(2)的中部，岩样(2)的一侧设有聚苯乙烯泡沫板(7)，热传导探头(5)位于岩样(2)和聚苯乙烯泡沫板(7)之间，热传导探头(5)感应面的一侧贴附在岩样(2)侧面的中部，导线(6)与热传导探头(5)连接，并从岩样(2)侧面的下部引出；螺栓(4)安装在固定装置(1)上，螺栓(4)与聚苯乙烯泡沫板(7)之间设有圆形钢制垫片(3)，通过螺栓(4)将热传导探头(5)紧密夹持在岩样(2)和聚苯乙烯泡沫板(7)之间；在岩样(2)中部安装轴向引伸计(8)和横向引伸计(9)，分别用于测量岩石在压缩过程中的轴向和横向变形。

【技术特征摘要】
1.一种单轴压缩条件下岩石横向导热系数的测量装置，其特征在于：包括固定装置(1)、圆形钢制垫片(3)、螺栓(4)、热传导探头(5)、热传导导线(6)、聚苯乙烯泡沫板(7)、轴向引伸计(8)、横向引伸计(9)；固定装置(1)套在岩样(2)的中部，岩样(2)的一侧设有聚苯乙烯泡沫板(7)，热传导探头(5)位于岩样(2)和聚苯乙烯泡沫板(7)之间，热传导探头(5)感应面的一侧贴附在岩样(2)侧面的中部，导线(6)与热传导探头(5)连接，并从岩样(2)侧面的下部引出；螺栓(4)安装在固定装置(1)上，螺栓(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵星光，李鹏飞，郭政，马利科，谢敬礼，曹胜飞，刘月妙，王驹，
申请(专利权)人：核工业北京地质研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11