[發明專利]一種巴西劈裂試驗的模具

有效

• 申請號: 201611067186.8
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN106769448B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 馬秉紅;張純旺;宋選民;侯榮;張學成;王應;張俊杰;朱雪峰;李和;張日禎;樊有明;李日文;張龍飛
• 申請（專利權）人: 大同市焦煤礦有限責任公司;太原閣瑞礦山工程技術有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發明公開了一種巴西劈裂試驗的模具，模具整體包括豎直線性加載器和水平護持夾具，其中豎直線性加載器包括上豎直線性加載器、下豎直線性加載器；水平護持夾具包括右護持夾具、左護持夾具；其中左、右護持夾具通過自身的磁力將標準試件夾在中間進行固定，上、下豎直線性加載器分別通過上滑行槽、下滑行槽與水平護持夾具連在一起。本發明提供的巴西劈裂試驗模具，適用范圍廣，操作簡單方便，試驗精度高，既保證了施加的線載荷通過試件圓心，且兩加載點連成直徑的試驗要求，又減小了試件破壞的范圍，同時還對人和壓力機起到了保護作用。

技術領域

本發明涉及一種巴西劈裂試驗的模具，尤其是對圓柱形標準試件施加線荷載的試驗模具。

背景技術

巴西劈裂試驗在巖石力學與工程中的應用非常廣泛，可以用來測量巖石的抗拉強度、彈性模量和斷裂韌度等，由于該方法試件加工方便，試驗簡單，是目前最常用的測定抗拉強度的試驗方法。

巴西劈裂試驗原理是用一個直徑為d=50mm，長度為t=25±2mm的實心圓柱形試件，使它承受徑向壓縮荷載至破壞，按照布辛奈斯克半無限體上作用著集中力的解析解的疊加，可求得巖石的抗拉強度。本試驗成功的關鍵是嚴格對中，防止試件承受偏心荷載，使用鋼絲墊條時，要求鋼絲墊條平行試件軸線，上,下兩鋼絲的連線為試件的直徑，保證破裂面通過試件的直徑。但是在實際試驗中，很難達到上述要求。為了更準確、方便的試驗，國內外采用的不同的實驗方法，國際巖石力學學會推薦優先采用兩個圓弧形模具進行加載，而國內一般采用直接將圓柱試件放于壓力機承壓板上或在承壓板與試件之間加鋼絲墊條兩種方法進行試驗。

采用國際巖石力學學會推薦的圓弧形模具加載方法，雖然可以實現較好的對中要求，盡可能的防止試件承受偏心荷載，導致試驗結果出現偏差，但是由于圓弧形模具與試件之間不是嚴格上的線接觸，測定軟弱巖石試樣時，可能對試驗造成嚴重誤差。

目前，國內做巴西劈裂試驗的方法：一是直接將圓形試件放在壓力機上進行加載，二是放在圓弧形的水平模具里進行加載。這兩種方法存在以下幾方面的缺陷：

（1）適應性弱，應用范圍小。上述這兩種方法只適用于較硬的巖石試件，當巖石試件較軟時，壓力機會把圓柱形試件最上端和最下端壓平，這時施加的不再是線載荷，對試驗造成嚴重誤差。

（2）可操作性差，費時費力。由于鋼絲與圓柱試件接觸為線接觸，并且試驗要求鋼絲的連線為試件的直徑，所以安裝鋼絲比較困難，可操作性差。

（3）無保護裝置，當試件突然發生破壞時易造成試件的飛散。

針對以上巴西劈裂試驗所面臨的問題，巴西劈裂試驗者亟需一種精確性高、適應性廣、操作性強、安全方便的試驗模具。

發明內容

本發明旨在提供一種巴西劈裂試驗的模具，以解決巴西劈裂試驗中圓柱形試件施加嚴格對中的線荷載困難、安裝鋼絲麻煩、試驗精確度低、試驗的可操作性差的問題。

本發明提供的一種巴西劈裂試驗的模具，包括水平護持夾具和豎直線性加載器；

所述水平護持夾具為方形結構，包括左、右護持夾具，兩個部件左右對稱設置；左護持夾具的上、下端分別設有一塊磁鐵，磁鐵極性相同，磁鐵之間設有橡膠防護件；右護持夾具與左護持夾具扣合成一個整體，右護持夾具的上、下端分別設有異性磁極，與左護持夾具的對應磁鐵相吸引；左、右護持夾具扣合的中心為兩個弧形組成的空腔，標準試件位于空腔的中心；標準試件的左、右兩個弧形面分別與橡膠防護件的弧形面接觸；水平護持夾具的上、下端分別設有上滑行槽和下滑行槽，上滑行槽內設有上豎直線性加載器，下滑行槽內設有下豎直線性加載器；

所述上豎直線性加載器和下豎直線性加載器呈上、下對稱設置；上豎直線性加載器的上部為長方體底座，下部為三棱柱，三棱柱的底端為弧形面；下豎直線性加載器的下部為長方體底座，上部為三棱柱，三棱柱的頂端為弧形面；上、下豎直線性加載器的兩個弧形面分別與標準試件的上、下表面接觸。