[實(shí)用新型]一種利用電磁力加載的巖石直接拉伸試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320829642.3
• 申請(qǐng)日: 2013-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203643262U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳依琳;王媛;陳旭光;牛玉龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 張惠忠

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種巖石直接拉伸試驗(yàn)裝置，尤其是涉及一種利用電磁力加載的巖石直接拉伸試驗(yàn)裝置，屬于巖石力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

巖石的抗拉強(qiáng)度是巖石試件在單軸拉力作用下抵抗破壞的極限能力，或極限強(qiáng)度，它在數(shù)值上等于破壞時(shí)的最大拉應(yīng)力。和巖石的抗壓強(qiáng)度相比，抗拉強(qiáng)度的研究比較少。目前，在巖石力學(xué)試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，測(cè)定巖石抗拉強(qiáng)度的方法主要有直接拉伸法和劈裂法（也稱巴西試驗(yàn)法）。

巖石的直接拉伸試驗(yàn)方法存在的問(wèn)題有：（1）試件問(wèn)題：試驗(yàn)中采用較為特殊的啞鈴狀試件，而非傳統(tǒng)的圓柱體或正方體試件，試件制備困難。（2）夾持問(wèn)題：一般將巖石試件安裝在夾持器中，使得試驗(yàn)過(guò)程中容易損傷試件且在固定處附近有應(yīng)力集中現(xiàn)象。（3）加載偏心問(wèn)題：加載中，試驗(yàn)機(jī)軸線與試件軸線很難準(zhǔn)確對(duì)中，不可避免地在試件兩端面產(chǎn)生彎曲力矩。對(duì)巖石進(jìn)行直接拉伸試驗(yàn)比較困難，現(xiàn)多采用劈裂試驗(yàn)，再用理論公式算出抗拉強(qiáng)度，但通過(guò)劈裂試驗(yàn)求得的抗拉強(qiáng)度與直接拉伸試驗(yàn)確定的強(qiáng)度存在差別。

因此，現(xiàn)有的巖石直接拉伸試驗(yàn)裝置有待進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供了一種利用電磁力進(jìn)行加載的巖石直接拉伸試驗(yàn)裝置，該裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單、操作方便，解決了巖石直接拉伸試驗(yàn)中存在的試件制備困難、使用夾持產(chǎn)生應(yīng)力集中、加載后存在偏心產(chǎn)生彎曲力矩的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種利用電磁力加載的巖石直接拉伸試驗(yàn)裝置，包括底座、固定拉頭、試件、移動(dòng)拉頭、彈簧、可控電源、電流表、導(dǎo)線、電磁鐵、固定箱、支架，底座的中心開(kāi)設(shè)用于連接固定拉頭的圓孔，固定拉頭的上端設(shè)置試件，試件的上端設(shè)置移動(dòng)拉頭，移動(dòng)拉頭的上部相對(duì)設(shè)置彈簧，彈簧的上端固定在固定箱的下端面上，固定箱與底座之間設(shè)置支架；固定箱內(nèi)布置帶導(dǎo)線的電磁鐵，電磁鐵通過(guò)導(dǎo)線分別與可控電源、電流表連接。

比較好的是，本實(shí)用新型的固定拉頭與底座之間螺紋固定連接。

比較好的是，本實(shí)用新型的固定拉頭、移動(dòng)拉頭與試件之間膠粘連接。

比較好的是，本實(shí)用新型的固定拉頭由三部分組成，下部是螺紋狀與底座相連的部分，中部是截面為正六邊形且尺寸比試件略大的柱體，方便擰緊固定拉頭，上部是一個(gè)截面與試件相匹配的圓柱體承臺(tái)，圓柱體承臺(tái)的上端面與試件膠粘連接。

比較好的是，本實(shí)用新型的彈簧由銅線制成。

比較好的是，本實(shí)用新型的支架的高度可調(diào)節(jié)。

本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）本實(shí)用新型采用圓柱體巖石試件，避免了傳統(tǒng)的直接拉伸試驗(yàn)制樣困難的缺點(diǎn)，降低了試驗(yàn)成本。

（2）本實(shí)用新型由于采用電磁力進(jìn)行加載拉伸，試件不需要夾具夾持，使得試驗(yàn)中不會(huì)損傷試件，避免了應(yīng)力集中現(xiàn)象和彎曲力矩的產(chǎn)生。

（3）本實(shí)用新型的試件與拉頭之間采用JGN型建筑結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)，抗拉強(qiáng)度≥33Mpa，滿足巖石拉伸試驗(yàn)的強(qiáng)度要求，操作簡(jiǎn)單易行。

（4）本實(shí)用新型利用電磁力對(duì)巖石試件進(jìn)行直接拉伸試驗(yàn)，相比劈裂試驗(yàn)求得的巖石抗拉強(qiáng)度更加精確，且試驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，裝卸方便。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、底座；2、固定拉頭；3、試件；4、移動(dòng)拉頭；5、彈簧；6、可控電源；7、電流表；8、導(dǎo)線；9、電磁鐵；10、固定箱；11、支架。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

如圖1所示，一種利用電磁力加載的巖石直接拉伸試驗(yàn)裝置，包括底座1、固定拉頭2、試件3、移動(dòng)拉頭4、彈簧5、可控電源6、電流表7、導(dǎo)線8、電磁鐵9、固定箱10、支架11，底座1的中心開(kāi)設(shè)用于連接固定拉頭2的圓孔，固定拉頭2的上端設(shè)置試件3，試件3的上端設(shè)置移動(dòng)拉頭4，移動(dòng)拉頭4的上部相對(duì)設(shè)置彈簧5，彈簧5的上端固定在固定箱10的下端面上，固定箱10與底座1之間設(shè)置支架11；固定箱10內(nèi)布置帶導(dǎo)線8的電磁鐵9，電磁鐵9通過(guò)導(dǎo)線8分別與可控電源6、電流表7連接。