[發明專利]一種測試巖石斷裂韌度的試驗裝置

在審

• 申請號: 201710600178.3
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107271282A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 多依麗;海軍;謝禹鈞;黃善波;王文廣
• 申請（專利權）人: 遼寧石油化工大學;中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙)61223
• 代理人: 俞曉明

本發明公開了一種測試巖石斷裂韌度的試驗裝置，包括底座，底座上設置有安裝臺，安裝臺上表面的中間部位固定安裝有卡座，卡座上方設置有襯墊，襯墊上設置有待測工件；安裝臺的上表面位于卡座的左、右兩側分別設置有一根導柱，兩根導柱之間設置有工件壓緊元件，兩根導柱的頂端設置有導柱壓緊梁，導柱壓緊梁的中間設置有主軸夾具，主軸夾具內豎向安裝有主軸，主軸的下端設置有夾具，夾具下端連接有加載軸，加載軸下端穿過工件壓緊元件上開設的通孔與待測工件接觸。該裝置通過轉動待測工件，可以實現設置不同圍壓、不同裂紋傾角、不同邊界條件和加卸載等不同應力路徑，改進了原先單一的測量手段，可以在不同條件下測定巖石不同斷裂方式的斷裂韌度。

技術領域

本發明涉及巖土工程技術領域，特別涉及一種測試巖石斷裂韌度的試驗裝置。

背景技術

在巖石工程中，為了保障工程結構的安全性和穩定性，需要避免巖石發生斷裂，而在隧道掘進、邊坡開挖、油氣開采時，又需要加速斷裂現象、提高破巖效率。巖石斷裂韌度作為巖石斷裂力學中表征巖石材料抵抗斷裂的力學參數，在工程應用與理論研究中均具有重要的價值。根據裂紋體所受荷載方式的不同，可將斷裂分為I型(張開型)、II型(滑開型)和III型(撕裂型)三種基本模式，相應地，斷裂韌度也可細分為I型、II型和III型斷裂韌度，即KIc、KIIc和KIIIc。在巖石工程的結構設計、安全評估和數值模擬中，KIc、KIIc和KIIIc往往是不可或缺的基本力學參數。因此，開發簡便的試驗方法用以準確測試斷裂韌度是巖石斷裂力學中的一項重要研究課題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種測試巖石斷裂韌度的試驗裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

本發明提供了一種測試巖石斷裂韌度的試驗裝置，包括底座，所述底座上設置有安裝臺，所述安裝臺上表面的中間部位固定安裝有卡座，所述卡座上方設置有襯墊，所述襯墊上設置有待測工件；所述安裝臺的前、后表面上分別固定連接有定位板，所述定位板的上設置有螺桿，所述螺桿的一端與待測工件緊挨；所述安裝臺的上表面位于卡座的左、右兩側分別設置有一根導柱，所述兩根導柱之間設置有工件壓緊元件，兩根導柱的頂端設置有導柱壓緊梁，所述導柱壓緊梁的中間設置有主軸夾具，所述主軸夾具內豎向安裝有主軸，所述主軸的下端設置有夾具，所述夾具下端連接有加載軸，所述加載軸下端穿過工件壓緊元件上開設的通孔與待測工件接觸。

較佳地，所述卡座中央設置有凹槽，襯墊活動置于凹槽內，凹槽的中心與加載軸中心豎向重合。

較佳地，所述導柱的上端通過螺栓與導柱壓緊梁連接。

較佳地，所述導柱壓緊梁與工件壓緊元件之間的導柱上設置有彈簧。

較佳地，所述主軸的頂部連接有千分尺。

本發明和現有技術相比，其優點在于：

本發明提供的一種測試巖石斷裂韌度的試驗裝置，該裝置通過轉動待測工件，可以實現設置不同圍壓、不同裂紋傾角、不同邊界條件和加卸載等不同應力路徑，進而可以實現不同應力狀態下對帶預制裂紋圓柱巖石試樣劈裂試驗；改進了原先單一的測量手段，可以在不同條件下測定巖石不同斷裂方式的斷裂韌度；可以真實反應巖體張開、剪切或混合型破壞時的形態，是進一步研究其破壞機理基礎；本發明試驗裝置設計合理，操作使用方便，適用于各類巖樣的劈裂試驗。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種測試巖石斷裂韌度的試驗裝置結構示意圖。

附圖標記說明：

1、底座；2、安裝臺；3、卡座；4、襯墊；5、待測工件；6、定位板；7、螺桿；8、導柱；9、工件壓緊元件；9-1、通孔；10、導柱壓緊梁；11、主軸；12、夾具；13、加載軸；14、主軸卡夾；15、螺栓；16、彈簧；17、千分表。

具體實施方式