本文件规定了利用粘结式电阻应变片测定岩石线性(一维)热膨胀系数的实验室测试方法。该方法适用于无围压条件,测试温度范围为20至260摄氏度(68至500华氏度)。
岩石的热膨胀特性对于周围岩温可能改变的地下工程(如核废料处置库、地下电站、压缩空气储能及地热设施)的设计至关重要。热应变引发的热应力直接影响地下工程的稳定性。由于岩石热膨胀系数随温度变化而非线性,且部分岩石具有各向异性,传统基于大试样平均应变的测量方法难以准确反映其热膨胀系数的变化规律。
岩石热应变数值极。嘉芰系氖种,需采用比常规塑料和金属测试更高精度的测量手段。本方法通过连续监测温度函数下的热应变,获取热膨胀系数随温度变化的详细信息。需注意,高温无围压测试及环氧树脂固化过程可能改变试样的矿物组成、晶粒结构或物理热学性质,应依据预期最高温度选择合适的固化方式。
| 加热系统 炉子,足够大以容纳测试校准件和参考试样,能保持标距长度温度恒定在 0.1°C (0.2°F) 以内,加热或冷却速率不超过 1°C (1.8°F)/min | 用于对试样进行加热或冷却的装置。 |
| 应变测量系统 灵敏度至少为 5 ?m/m (5 ?in./in.),准确度至少为 ±0.1% 读数,线性度至少为 ±0.1% 区间 | 用于测量应变计输出的系统。 |
| 温度测量系统 特殊误差限热电偶或铂电阻温度计 (RTD),精度优于 0.2°C (0.5°F),分辨率优于 0.05°C (0.1°F) | 用于监测和记录温度的系统。 |
| 粘结式应变计 符合 ASTM Class A 电阻应变计引伸计(参见 Practice E 83),标距至少为岩石最大晶粒的十倍 | 用于测量岩石热膨胀,通过测量电阻变化来反映岩石的尺寸变化。 |
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