[發明專利]充填體三軸加卸載破壞過程試驗裝置及其試驗方法

在審

• 申請號: 201610042667.7
• 申請日: 2016-01-22
• 公開（公告）號: CN105424473A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 盧宏建;甘德清;張松林;梁鵬;張亞賓;李示波;陳超;孫光華;姚旭龍;劉志義
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06;G01N3/10
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 明淑娟

技術領域

本發明涉及力學試驗裝置及試驗方法，特別是一種充填體三軸加卸載破壞過程試驗裝置。

背景技術

試驗是研究充填體破壞機理最有效的方法之一，觀察到的試驗現象和得到的試驗結果是研究充填體破壞機理的基礎。目前巖體的三軸加卸載破壞過程試驗數據提取已經趨于成熟，但其實驗過程是在不可視環境下進行，需要配合聲發射、CT等設備，進行大樣本試驗，過程復雜，數據處理工作量大，成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單，并且能夠直接觀察到破壞機理的充填體三軸加載破壞過程試驗裝置以及試驗方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種充填體三軸加載破壞過程試驗裝置，包括液壓源，壓力機，置于壓力機上的水平應力加卸載裝置，該水平應力加卸載裝置包括水平應力反應框架、垂直應力反應板、水平應力加壓桿、萬向壓板，水平應力反應框架、垂直應力反應架分別由透明材質制成，水平應力反應框架置于垂直應力反應架上，水平應力反應框架上裝有水平應力加壓桿，水平應力加壓桿的一端置于水平應力反應架上，水平應力加壓桿的另一端裝有萬向壓板，萬向壓板與水平應力反應框架的內表面和垂直應力反應板的上表面存在間隙。

上述技術方案的本發明與現有技術相比，能夠使整個實驗過程可視，可利用高速攝像機、非接觸應變測量系統觀察充填體在三軸加卸載過程中的裂紋擴展及破壞特征。

本發明的優選方案是：

水平應力反應框架為矩形框架結構；水平應力加壓桿設置為兩個，分別置于水平應力反應框架兩個相鄰面的同一水平面上。

透明材質為鋼化玻璃。

水平應力加壓桿的另一端與萬向壓板鉸接。

兩個萬向壓板之間的空間用于放置充填體標準試塊。

兩個萬向壓板相對于充填標準試塊的表面為平面結構，兩個萬向壓板的下表面分別距離垂直應力反應架2mm；兩個萬向壓板的一側面分別距離水平應力反應架2mm；萬向壓板背離充填標準試塊呈凸起的圓弧結構或斜面結構。

垂直應力反應板的上表面裝有水平應力加固架，該水平應力加固架呈直角三角形結構，該水平應力加固架的一條直角邊與水平應力反應框架的外表面相連接。

垂直應力反應板呈矩形結構。

垂直應力反應板為等厚結構，厚度為19mm；水平應力反應框架的四個邊分別為等厚結構，厚度分別為19mm。

水平應力加固架為等厚結構，厚度是19mm。

水平應力加卸載裝置下方設置有置于壓力機平臺上的水平應力加卸載結構墊板。

充填體標準試塊的上方設置有加載墊板。

一種充填體三軸加載破壞過程試驗裝置的試驗方法，按如下步驟進行：

、將水平應力加卸載結構墊板放置在壓力機的反力架上；

、將水平應力加載裝置放置在水平應力加卸載結構墊板指定的放置區域上；

、將制作好的標準試塊放好，保持水平狀態；

、調節水平應力加壓桿和萬向壓板，將標準試塊固定；

、將加載墊板放置在標準試塊上。

、調整壓力機軸向加壓頭高度，與最上層的充填體加載墊板剛好接觸；

、水平應力加壓桿上外接水平應力加載油缸，調整水平應力加載油缸施加應力值到預定壓力值；

、壓力機工作，采用預定加壓方式進行軸向加壓，直至試樣破壞；

、加壓過程中使用高速攝像機和非接觸應變測量系統對試塊裂紋擴展和變形破壞過程進行觀察和記錄。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是圖1中水平應力加卸載結構墊板的示意圖。

圖3是水平應力加卸載裝置的主視圖。

圖4是圖3的俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例詳述本發明：