[發明專利]一種帶動力局部載荷作用的巖石強度測試系統與測試方法在審
| 申請號: | 201810016367.0 | 申請日: | 2018-01-08 |
| 公開(公告)號: | CN108106941A | 公開(公告)日: | 2018-06-01 |
| 發明(設計)人: | 林春;俞縉;陳旭;蔡燕燕;劉士雨 | 申請(專利權)人: | 華僑大學 |
| 主分類號: | G01N3/08 | 分類號: | G01N3/08;G01N3/12 |
| 代理公司: | 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204 | 代理人: | 張松亭;楊鍇 |
| 地址: | 362000 福建省*** | 國省代碼: | 福建;35 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 巖石強度測試 局部荷載 局部載荷 局部作用 巖石力學性質 測試 試驗數據 伺服控制 系統同步 系統穩定 巖石力學 巖石試樣 軸向荷載 自動采集 常規的 高頻率 桿對 加載 深部 圍壓 軸向 施加 研究 | ||
1.一種帶動力局部載荷作用的巖石強度測試系統,其特征在于,包括主加載框架、軸壓系統、動載局部作用圍壓系統,動載局部作用圍壓系統設置有動載局部作用壓力室、動載局部作用桿,動載局部作用壓力室包括壓力室主體、橡皮套筒、上壓塊、下壓塊,橡皮套筒設置于壓力室主體的內壁,與壓力室主體圍成油壓腔,壓力室主體開設有與油壓腔相通的進油口,巖石試樣設置在橡皮套筒內,上壓塊、下壓塊分別從壓力室主體的上端、下端穿入,與巖石試樣的上表面、下表面相抵;動載局部作用桿的一端與軸壓系統連接,另一端與上壓塊連接,軸壓系統通過動載局部作用桿向巖石試樣施加動力局部載荷。
2.根據權利要求1所述的帶動力局部載荷作用的巖石強度測試系統,其特征在于,壓力室主體包括壓力室套筒、壓力室上蓋、壓力室下蓋,壓力室上蓋、壓力室下蓋分別密封設置于壓力室套筒的上端開口與下端開口;壓力室上蓋、壓力室下蓋分別開設有通孔,上壓塊、下壓塊分別從壓力室上蓋、壓力室下蓋的通孔穿入。
3.根據權利要求1所述的帶動力局部載荷作用的巖石強度測試系統,其特征在于,軸壓系統包括加載頂油缸、加載底油缸、位移傳感器、動載力傳感器,加載頂油缸設置在主加載框架頂部,加載底油缸設置在主加載框架的底座上,位于動載局部作用壓力室的下方,位移傳感器設置于動載頂油缸上,用于采集軸向位移數據,動載力傳感器設置于加載頂油缸的輸出端,用于采集動力局部荷載的大小。
4.根據權利要求3所述的帶動力局部載荷作用的巖石強度測試系統,其特征在于,動載局部作用圍壓系統包括動載局部作用加載框架、動載局部作用壓力室、動載局部作用桿、負荷傳感器,動載局部作用加載框架安裝于加載頂油缸的輸出端,動載局部作用桿穿設于動載局部作用加載框架,一端與加載頂油缸的輸出端連接,另一端與上壓塊連接,負荷傳感器設置于動載局部作用加載框架下表面,用于采集軸向荷載數據。
5.根據權利要求4所述的帶動力局部載荷作用的巖石強度測試系統,其特征在于,動載局部作用圍壓系統還包括動載局部作用小車,動載局部作用小車通過滑軌與主加載框架滑動連接;設置為一體的動載局部作用加載框架、動載局部作用壓力室、動載局部作用桿安裝于動載局部作用小車上。
6.根據權利要求5所述的帶動力局部載荷作用的巖石強度測試系統,其特征在于,還包括不帶動力局部載荷作用的圍壓室、通過滑軌與主加載框架滑動連接的常規測試小車;使用圍壓室時,將設置為一體的動載局部作用加載框架、動載局部作用壓力室、動載局部作用桿從主加載框架解除連接,并將動載局部作用小車推出,然后將安裝有圍壓室的常規測試小車推入,將圍壓室與主加載框架連接。
7.一種帶動力局部載荷作用的巖石強度測試方法,其特征在于,使用權利要求1至6任一項所述的巖石強度測試系統,步驟如下:
1)試樣安裝:
在巖石試樣表面貼上用于檢測軸向變形的應變片,裝入動載局部作用壓力室內,將動載局部作用加載框架、動載局部作用壓力室、動載局部作用桿安裝于主加載框架上;
2)軸向加載及動荷載加載:
先將動載局部作用壓力室內充滿油,然后控制并施加一級圍壓,保持恒定;接著施加軸向荷載并記錄數據,當加載到目標軸向荷載時,控制加載動力局部荷載。
8.根據權利要求7所述的帶動力局部載荷作用的巖石強度測試方法,其特征在于,試驗完成后進行拆卸:將動載局部作用桿提升至初始位置,卸軸壓至約0.5MPa,卸圍壓至0MPa,將加載底油缸下降至初始位置。
9.根據權利要求8所述的帶動力局部載荷作用的巖石強度測試方法,其特征在于,進一地,步驟1)中,將動載局部作用壓力室安裝于動載局部作用小車上,將動載局部作用桿與上壓塊連接,推入動載局部作用小車,連接數據線及油管,完成試樣安裝;
步驟2)中,動力局部荷載以一定的頻率或幅度作用于巖石試樣,并且在施加動力局部荷載時逐漸卸除軸向荷載或者圍壓;
步驟3)中,將動載局部作用小車推出,缷下巖石試樣,試驗完成。
10.根據權利要求9所述的帶動力局部載荷作用的巖石強度測試方法,其特征在于,動力局部荷載所施加的最大荷載為300KN,最高頻率為70Hz;動力局部荷載的波形為正弦波、三角波或方波。
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