[實用新型]巖石試件的拉伸試驗裝置

有效

• 申請號: 201720158714.4
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN206459900U
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 劉恒
• 申請（專利權）人: 劉恒
• 主分類號: G01N3/04
• 分類號: G01N3/04;G01N3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于巖石的基本物理性質研究技術領域，具體涉及巖石試件的拉伸試驗裝置。

背景技術

巖石的物理性質指標不僅有其實用的物理意義，同時還有重要的力學意義。巖石材料結構中孔隙的存在降低了其強度，增加了它的變形性。一個小的孔隙會發生明顯的力學效果。孔隙率變動范圍很大的砂巖和碳酸鹽巖，其力學性質也很懸殊。那些粘土含量高的松軟巖石，在短期濕的或干的風化作用下，就容易膨脹松動或者崩解。

在試驗中，為了有利地揭示巖石性質之間的內在聯系及闡明物理和化學風化作用對改變巖石性質的規律性，采用同一試樣測定多種物理力學指標是一種較好的工作方法。這樣做不但能反映實際情況，還可以節省試樣的數量。

抗拉強度是巖石力學性質的重要指標之一，在研究地下采掘空間頂底板巖層穩定性問題時，它具有更為重要的意義。巖石抗拉強度特性甚至對巖石微裂隙都十分敏感，因此在抗拉強度試驗時，應特別注意巖石樣品的結構和構造特征，盡量消除有可能給試驗結果可靠性方面帶來的影響。

抗拉強度是巖石最弱的強度特性，故張性斷裂往往是巖石在破壞過程中最先發生的破斷形式。反映巖石張性破斷特性指標應包括抗拉強度及其張拉變形特性，但后者尚未引起人們的足夠重視。

巖石試件的直接拉伸試驗大體與金屬試件相類似，但其困難在于試件兩端要具有足夠的夾持力且不得損傷試件表面；在加載過程中，要嚴格保持外載合力通過試件的軸線，否則會由彎曲產生異常的應力集中。拉伸試驗的難度是顯而易見的，突出的困難是試件的加工和試驗中的夾持系統問題，況且成功率也不高。

如上所述，測定巖石抗拉強度的直接拉伸試驗中，突出的困難是試件的加工和試驗中的夾持系統問題。為此，研究了巖石抗拉強度的間接測定方法,如ISRM間接測定方法。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種巖石試件的拉伸試驗裝置，使得巖石試件的拉伸試驗操作方便。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為：

一種巖石試件的拉伸試驗裝置，包括頂板、底板和四根立柱，頂板與底板平行設置，頂板位于底板上方，頂板上開設有四個圓孔，四個圓孔分別位于矩形的四個角上，每個圓孔內設有一個螺母，每個螺母具有外圓面并與對應的圓孔內壁形成轉動副，每根立柱的外圓面上形成有外螺紋，一根立柱與一個螺母形成螺旋傳動，每根立柱的下端固定于底座上，每個螺母的頂端均伸出圓孔，每個螺母的頂端均固定有鏈輪，驅動電機帶動所有鏈輪同步轉動，驅動電機固定于頂板上，應變式力傳感器固定于頂板上，應變式力傳感器位于頂板下方；

上壓模和下壓模共同夾持圓盤試件，上壓模具有開口朝下的圓弧面，下壓模具有開口朝上的圓弧面，下壓模向上伸出有導柱，上壓模對應開設有容納導柱的導向孔；

應變式力傳感器施加壓力于上壓模。

上述巖石試件的拉伸試驗裝置，下壓模坐置于承托板上，承托板左側部的下方前后間隔設置兩個輪座，承托板右側部的下方前后間隔設置兩個輪座，每個輪座上均安裝車輪，車輪通過銷軸安裝于輪座上，左側的兩個車輪坐置于前后方向延伸的左軌道上，右側的兩個車輪坐置于前后方向延伸的右軌道上，每個輪座與承托板之間設置碟簧，左軌道和右軌道均固定于底板上，左軌道和右軌道延伸至底板外，底座上還設置砧座，砧座位于承托板下方且與承托板均有間隙。

上述巖石試件的拉伸試驗裝置，輪座呈開口朝下的U形，車輪為單緣輪。

上述巖石試件的拉伸試驗裝置，下壓模左右兩側均設置夾持條，夾持條通過螺栓緊固于承托板上，兩夾持條夾緊下壓模將下壓模與承托板相對固定。

上述巖石試件的拉伸試驗裝置，左軌道包括位于下方的且前后方向延伸的工字鋼和位于上方的且前后方向延伸的耐磨條；右軌道包括位于下方的且前后方向延伸的工字鋼和位于上方的且前后方向延伸的耐磨條。

上述巖石試件的拉伸試驗裝置，碟簧軸向為上下方向，每套碟簧由若干個碟簧單體上下疊合而成。

上述巖石試件的拉伸試驗裝置，圓弧面和圓弧面的半徑均為圓盤試件半徑的1.5倍，上壓模和下壓模的厚度均為圓盤試件直徑的1.1倍。

上述巖石試件的拉伸試驗裝置，應變式力傳感器通過增大接觸面積的盤形中間傳力件施加壓力于上壓模。

上述巖石試件的拉伸試驗裝置，驅動電機的輸出軸上裝設鏈輪，該鏈輪與螺母頂端的鏈輪通過鏈條連接。

上述巖石試件的拉伸試驗裝置，左軌道和右軌道的長度能夠滿足承托板完全移出四根立柱所圍成的試驗工作區域。