[發明專利]一種軟弱煤巖材料剪切蠕變試驗裝置

有效

• 申請號: 201310401744.X
• 申請日: 2013-09-06
• 公開（公告）號: CN103439198A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 趙洪寶;李華華;王中偉;李楊;吳仁倫
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及軟弱煤巖體剪切蠕變試驗測試技術領域，尤其涉及一種軟弱煤巖材料剪切蠕變試驗裝置。

背景技術

煤巖材料的宏細觀力學特性與其在外力作用下發生的宏細觀變形、及內部微結構的變化密切相關。剪切及剪切蠕變特性試驗研究就是研究煤巖材料在剪切破壞過程中其內部微結構發育、發展、尺度擴展、性質變化等對煤巖材料破壞所產生的影響。現有的煤巖類材料剪切蠕變特性試驗設備的加載系統依靠外部壓力機，存在蠕變載荷不穩定、結構復雜、精度不足等缺點，使得試驗研究極為不便。另外，現有的煤巖類材料剪切蠕變試驗設備不能實現對其蠕變過程中內部結構變化的一體化、實時動態細觀監測，難以監測到煤巖類材料的漸進破壞過程，無法從宏、細觀兩個角度同時研究煤巖類材料的力學特性演化規律。

發明內容

本發明解決的技術問題在于彌補現有試驗設備的不足，簡化設備結構、實現宏、細觀研究的結合，實現動態實時監測，并提高試驗設備的實用性。

為了解決以上問題，本發明的設計在于：

一種軟弱煤巖材料剪切蠕變試驗裝置，主要包括加載機構、載荷傳遞機構、恒載機構、監測機構及機架。所述加載機構、載荷傳遞機構、恒載機構安裝在機架中，載荷傳遞機構裝配在底部的加載機構上。恒載機構位于載荷傳遞機構上。所述監測機構固定于載荷傳遞機構上。

本發明的一種軟弱煤巖材料剪切蠕變試驗裝置，由加載機構實現了體系獨立加載、卸載；通過恒載機構，試件所受載荷可以在小變形下實現相對恒定；監測機構中的小型微觀監視裝置實現了對煤巖類材料在受剪切載荷下微觀裂隙演化情況的記錄；通過高精度數顯測量裝置和自行編制的數據采集軟件，實現了煤巖類材料剪切變形的動態化監測；該試驗裝置可實現煤巖類材料剪切蠕變特性的實驗室試驗研究，是一種結構簡單，高精度、高可靠性的實驗設備。

附圖說明

圖1是本發明一種實施例的結構示意圖；

圖2是圖1的左視圖（去除機架）。

圖中標記：

1、加載機構；2、傳載下模具；3、傳載上模具；4、圓滾件；5、載荷傳遞機構；6、傳壓板；7、恒壓環；8、連接板；9、螺栓；10、恒載機構；11、固定支架；12、數顯測量裝置；13、微觀監控裝置；14、監測機構；15、承壓底板；16、承壓頂板；17、支撐架；18、螺母；19、測量桿；20、磁性座。

具體實施方式

當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整的理解本發明以及更容易得知其中許多其他優點，但此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。

為使上述目的、特征和優點能夠更明顯、易懂，下面結合圖1-2和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

本發明是一種軟弱煤巖材料剪切蠕變試驗裝置，主要包括加載機構1、載荷傳遞機構5、恒載機構10、監測機構14及機架。所述加載機構1、載荷傳遞機構5、恒載機構10安裝在機架中。載荷傳遞機構5裝配在底部的加載機構1上。恒載機構10位于載荷傳遞機構5上，之間設有剛性圓滾件4。所述監測機構14固定于載荷傳遞機構5上。

所述機架由兩側的支撐架17、固定安裝在支撐架17底部的承壓底板15、以及裝配在支撐架17頂部的承壓頂板16組成；承壓頂板16由螺母18固緊在支撐架17上。

所述加載機構1置于承壓底板15上的中心部位。作為一種優選，加載機構1為高精度數控液壓加載裝置。在加載機構1上表面中心具有一凸起。

所述載荷傳遞機構5包括傳載下模具2、傳載上模具3；傳載下模具2下表面中心設有一與加載機構1上的凸起相匹配的凹槽；加載機構1與傳載下模具2通過凹凸面自由接觸，并與承壓底板15中心對齊。所述傳載上模具3與所述傳載下模具2均為具有固定角度的斜角模，在傳載下模具2與傳載上模具3的斜角模之間安放試驗對象。

所述恒載機構10包括恒壓環7、傳壓板6和連接板8。連接板8與傳壓板6通過螺栓9將恒壓環7底部緊固，恒壓環7頂部通過螺紋連接在上方的承壓頂板16上。作為一種優選，所述恒壓環為彈性圓環。圓滾件4自由排放在傳載上模具3上表面，并與傳壓板6自由接觸。作為一種優選，所述剛性圓滾件為鋼滾柱。