[實用新型]用于巖石巴西劈裂試驗的裝置

有效

• 申請號: 201721665240.9
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN207423639U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 楊二朋;楊強勝;蔚立元;馬虹;羅慶紅;張濤;張站群;王俊昆;孫立君;杜慧慧
• 申請（專利權）人: 河北工程技術學院
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所 32205
• 代理人: 薛茹丹

本實用新型公開了一種用于巖石巴西劈裂試驗的裝置，包括法向約束板、剛性連接桿和墊條，法向約束板由鋼板I和鋼板II組成，所述的鋼板I和鋼板II的橫斷面中部均為圓弧段，兩端為矩形；鋼板I和鋼板II在距離上下弧段相同位置處的圓弧面中部沿縱向分別設有V型坡口II和V型坡口I；所述的V型坡口II和V型坡口I均與墊條相適配；鋼板I和鋼板II兩端矩形部分的四個角均設計有螺栓孔，兩鋼板通過剛性連接桿與螺栓孔和螺母的配合進行連接，其中部形成與巖石巴西圓盤試樣相適配的圓柱形空間，其外圓周上的V型坡口II和V型坡口I以該圓柱形空間的圓心線為中心軸對稱布置，該裝置能夠使試樣最終破裂面與加載面保持一致，提高巖石抗拉強度的測試精度。

技術領域

本實用新型涉及一種試驗裝置，具體是一種用于巖石巴西劈裂試驗的裝置，屬于巖石力學與工程技術領域。

背景技術

在掘進和爆破巷道巖層過程中，巷道頂板和底板處的圍巖往往處于拉伸應力狀態而出現受拉失穩破壞，給后續巷道施工帶來嚴重的安全隱患。因此，精準測試巖石的抗拉強度對于研究巷道圍巖穩定性是非常必要的。

巖石的抗拉強度是一項重要的力學性質指標，其測試試驗有直接拉伸試驗和巴西劈裂試驗。巖石直接拉伸試驗將圓柱體試樣兩端黏結在特制的金屬帽中，利用萬能試驗機夾住帽套施加拉伸荷載直至試樣破壞，該試驗要求巖石試樣與金屬帽間必須具有足夠的黏結力，且拉力必須與試樣中心軸線重合，試驗難度大，成功率低，因此，直接拉伸試驗很少為人們采用；巴西劈裂試驗屬于間接拉伸試驗，通過對圓餅狀試樣(高徑比為0.5)施加相對的徑向線性荷載，使之沿直徑方向破壞，該方法簡便易行，現已成為國內外學者測定巖石抗拉強度的最常用方法。

巖石巴西劈裂試驗的主要儀器設備有試驗夾具、DNS100型電子萬能試驗機、墊條等，試驗過程中借助墊條對試樣施加相對的徑向線性荷載，使試樣沿兩墊條決定的徑向平面破壞，再通過巖石的間接抗拉強度計算公式σt＝2P/πDH得到試樣的抗拉強度。目前，進行該試驗的試驗裝置，其結構存在墊條放置位置難以控制的缺陷，造成試樣形成未通過徑向平面的破裂面，嚴重影響了測試的準確性。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提供一種用于巖石巴西劈裂試驗的裝置，能夠使試樣最終破裂面與加載面保持一致，提高巖石抗拉強度的測試精度。

為了實現上述目的，本實用新型提供一種用于巖石巴西劈裂試驗的裝置，包括法向約束板、剛性連接桿和墊條，法向約束板由鋼板I和鋼板II組成，所述的鋼板I和鋼板II的橫斷面中部均為圓弧段，兩端為矩形；

鋼板I和鋼板II在距離上下弧段相同位置處的圓弧面中部沿縱向分別設有V型坡口II和V型坡口I；所述的V型坡口II和V型坡口I均與墊條相適配；

鋼板I和鋼板II兩端矩形部分的四個角均設計有螺栓孔，兩鋼板通過剛性連接桿與螺栓孔和螺母的配合進行連接，其中部形成與巖石巴西圓盤試樣相適配的圓柱形空間，其外圓周上的V型坡口II和V型坡口I以該圓柱形空間的圓心線為中心軸對稱布置。

進一步地，所述鋼板I和鋼板II的兩端矩形部分長度為100mm，寬度為50mm，厚度為10mm，圓弧段對應的圓心角為120°，半徑為25mm。

進一步地，所述的V型坡口II和V型坡口I，坡口角度為10°，深度為10mm，長度為50mm；

進一步地，墊條的縱向長度為50mm，其橫斷面是腰長20mm的等腰三角形，兩腰夾角為10°。

與現有技術相比，本裝置通過設有V型坡口的法向約束板約束試樣，試驗進行時，當對墊條施加荷載，墊條在坡口內不會發生位移，始終將相對的徑向線性荷載傳遞到圓盤試樣的直徑方向，使試樣形成通過徑向平面的破裂面，極大地提高了測試的準確性。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；