[發(fā)明專利]一種帶動(dòng)力局部載荷作用的巖石強(qiáng)度測試系統(tǒng)與測試方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810016367.0
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN108106941A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林春;俞縉;陳旭;蔡燕燕;劉士雨
• 申請（專利權(quán)）人: 華僑大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08;G01N3/12
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;楊鍇

1.一種帶動(dòng)力局部載荷作用的巖石強(qiáng)度測試系統(tǒng)，其特征在于，包括主加載框架、軸壓系統(tǒng)、動(dòng)載局部作用圍壓系統(tǒng)，動(dòng)載局部作用圍壓系統(tǒng)設(shè)置有動(dòng)載局部作用壓力室、動(dòng)載局部作用桿，動(dòng)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(shè)置于壓力室主體的內(nèi)壁，與壓力室主體圍成油壓腔，壓力室主體開設(shè)有與油壓腔相通的進(jìn)油口，巖石試樣設(shè)置在橡皮套筒內(nèi)，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(dòng)載局部作用桿的一端與軸壓系統(tǒng)連接，另一端與上壓塊連接，軸壓系統(tǒng)通過動(dòng)載局部作用桿向巖石試樣施加動(dòng)力局部載荷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶動(dòng)力局部載荷作用的巖石強(qiáng)度測試系統(tǒng)，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(shè)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(shè)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(jù)權(quán)利要求1所述的帶動(dòng)力局部載荷作用的巖石強(qiáng)度測試系統(tǒng)，其特征在于，軸壓系統(tǒng)包括加載頂油缸、加載底油缸、位移傳感器、動(dòng)載力傳感器，加載頂油缸設(shè)置在主加載框架頂部，加載底油缸設(shè)置在主加載框架的底座上，位于動(dòng)載局部作用壓力室的下方，位移傳感器設(shè)置于動(dòng)載頂油缸上，用于采集軸向位移數(shù)據(jù)，動(dòng)載力傳感器設(shè)置于加載頂油缸的輸出端，用于采集動(dòng)力局部荷載的大小。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶動(dòng)力局部載荷作用的巖石強(qiáng)度測試系統(tǒng)，其特征在于，動(dòng)載局部作用圍壓系統(tǒng)包括動(dòng)載局部作用加載框架、動(dòng)載局部作用壓力室、動(dòng)載局部作用桿、負(fù)荷傳感器，動(dòng)載局部作用加載框架安裝于加載頂油缸的輸出端，動(dòng)載局部作用桿穿設(shè)于動(dòng)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(fù)荷傳感器設(shè)置于動(dòng)載局部作用加載框架下表面，用于采集軸向荷載數(shù)據(jù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶動(dòng)力局部載荷作用的巖石強(qiáng)度測試系統(tǒng)，其特征在于，動(dòng)載局部作用圍壓系統(tǒng)還包括動(dòng)載局部作用小車，動(dòng)載局部作用小車通過滑軌與主加載框架滑動(dòng)連接；設(shè)置為一體的動(dòng)載局部作用加載框架、動(dòng)載局部作用壓力室、動(dòng)載局部作用桿安裝于動(dòng)載局部作用小車上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶動(dòng)力局部載荷作用的巖石強(qiáng)度測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括不帶動(dòng)力局部載荷作用的圍壓室、通過滑軌與主加載框架滑動(dòng)連接的常規(guī)測試小車；使用圍壓室時(shí)，將設(shè)置為一體的動(dòng)載局部作用加載框架、動(dòng)載局部作用壓力室、動(dòng)載局部作用桿從主加載框架解除連接，并將動(dòng)載局部作用小車推出，然后將安裝有圍壓室的常規(guī)測試小車推入，將圍壓室與主加載框架連接。

7.一種帶動(dòng)力局部載荷作用的巖石強(qiáng)度測試方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的巖石強(qiáng)度測試系統(tǒng)，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(yīng)變片，裝入動(dòng)載局部作用壓力室內(nèi)，將動(dòng)載局部作用加載框架、動(dòng)載局部作用壓力室、動(dòng)載局部作用桿安裝于主加載框架上；

2)軸向加載及動(dòng)荷載加載：

先將動(dòng)載局部作用壓力室內(nèi)充滿油，然后控制并施加一級(jí)圍壓，保持恒定；接著施加軸向荷載并記錄數(shù)據(jù)，當(dāng)加載到目標(biāo)軸向荷載時(shí)，控制加載動(dòng)力局部荷載。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的帶動(dòng)力局部載荷作用的巖石強(qiáng)度測試方法，其特征在于，試驗(yàn)完成后進(jìn)行拆卸：將動(dòng)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(jù)權(quán)利要求8所述的帶動(dòng)力局部載荷作用的巖石強(qiáng)度測試方法，其特征在于，進(jìn)一地，步驟1)中，將動(dòng)載局部作用壓力室安裝于動(dòng)載局部作用小車上，將動(dòng)載局部作用桿與上壓塊連接，推入動(dòng)載局部作用小車，連接數(shù)據(jù)線及油管，完成試樣安裝；

步驟2)中，動(dòng)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(dòng)力局部荷載時(shí)逐漸卸除軸向荷載或者圍壓；

步驟3)中，將動(dòng)載局部作用小車推出，缷下巖石試樣，試驗(yàn)完成。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶動(dòng)力局部載荷作用的巖石強(qiáng)度測試方法，其特征在于，動(dòng)力局部荷載所施加的最大荷載為300KN，最高頻率為70Hz；動(dòng)力局部荷載的波形為正弦波、三角波或方波。