[發明專利]一種基于電磁原理的非接觸式巖石抗拉強度測試裝置

在審

• 申請號: 201810608869.2
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108469379A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 鄧華鋒;潘登;王偉;張吟釵;支永艷;段玲玲
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

一種基于電磁原理的非接觸式巖石抗拉強度測試裝置，包括立柱、頂板、底板。所述立柱與頂板固定在一起，頂板下方設有彈簧，所述彈簧下部連接緩沖板，用于拉斷巖樣后，減速巖樣，防止巖樣二次破壞。所述巖樣放置在下端支座上，所述下端支座與底板固定在一起，巖樣下部設有與下端支座固定在一起的勵磁線圈，巖樣與永久磁鐵膠結在一起，勵磁線圈連接功率放大器。本發明測試裝置通過磁鐵同極之間的排斥力，很好的解決了常規試驗儀器偏心受拉難以控制所帶來的實驗誤差。

技術領域

本發明涉及巖土工程領域，屬于一種基于電磁原理的非接觸式巖石抗拉強度測試裝置，適用于對巖樣實施循環拉伸的疲勞試驗。

背景技術

巖體在單向拉伸時能承受的最大拉應力稱為巖樣的單軸抗拉強度，簡稱抗拉強度。盡管一般在工程實踐應用，通常一般巖石主要承擔壓應力，拉應力基本上不會出現，拉應力有鋼筋承擔，但由于巖體的拉應力不足依舊是工程材料領域及自然界巖體的主要破壞形式，由此導致的生命財產損失不可估量，因此對巖樣的抗拉強度研究也是很重要的一部分。

目前主要通過兩種方法在技術層面上去測定巖石的抗拉強度，一種是間接測定法，一種是直接測定法。間接測量法一般采用巴西劈裂法，然而使用40多年的巴西劈裂法的抗拉強度公式主要通過二維問題的彈性力學解答，可是實際情況并不滿足該公式所要求的平面應力條件，由于實驗條件的限制，這一方法測定巖體的抗拉強度并不可靠。直接測定法最大的問題是偏心受拉的問題，實驗中很難保證對中。

因此如何精確的測定巖石的抗拉強度一直是巖石力學及工程地質領域中的研究熱點問題，得到了學者及工程人員的普遍關注。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術方案的不足，提供一種基于電磁原理的非接觸式巖石抗拉強度測試裝置，該測試裝置通過磁極同性相斥的原理，很好的解決了常規試驗儀器偏心受拉難以控制所帶來的實驗誤差。

本發明采取的技術方案為：

一種基于電磁原理的非接觸式巖石抗拉強度測試裝置，包括立柱、頂板、底板。所述立柱與頂板固定在一起，頂板下方設有彈簧，所述彈簧下部連接緩沖板，用于拉斷巖樣后，減速巖樣，防止巖樣二次破壞。

所述巖樣放置在下端支座上，所述下端支座與底板固定在一起，巖樣下部設有與下端支座固定在一起的勵磁線圈，巖樣與永久磁鐵膠結在一起，勵磁線圈連接功率放大器。

所述功率放大器一端通過電線與勵磁線圈連接在一起，功率放大器另一端通過USB3.0接線與電腦USB插口相連。

所述彈簧固定在頂板下面，彈簧下面粘結緩沖板，緩沖板能夠自由上、下移動。

所述巖樣與永久磁鐵通過環氧樹脂膠結劑膠結在一起。

所述緩沖板、勵磁線圈、永久磁鐵的中心在同一軸線上。

所述永久磁鐵上面設有圓形鋼板，圓形鋼板的直徑比永久磁鐵大8厘米，位移傳感器的頂部頂在圓形鋼板上，所述圓形鋼板上部設有橡膠墊。

所述圓形鋼板、橡膠墊和永久磁鐵是一個整體；橡膠墊的直徑、巖樣的直徑和圓形鋼板的最小直徑相同。

所述永久磁鐵的下表面為S極。

本發明一種基于電磁原理的非接觸式巖石抗拉強度測試裝置，優點在于：采用非接觸的方式提供拉力，拉力由電磁力提供，給巖樣施加拉力，通過功率放大器去控制勵磁線圈中的電流大小以及頻率，從而去調整磁力的大小，對巖樣施加不同的拉力。拉力的加卸載過程簡單方便，并可以通過調整電流頻率的變化來研究不同頻率的加卸載過程。

本發明裝置結構簡單，試驗成本低，拉伸方式采用非接觸的磁力拉伸，整個操作可通過計算機控制。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：