[發明專利]一種利用萬能試驗機實現巖石拉剪試驗的裝置

在審

• 申請號: 201810714339.6
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108469380A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 張研;王偉;曾建斌
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種利用萬能試驗機實現巖石拉剪試驗的裝置，包括夾持組件、加載組件和活動墊塊，試件夾持組件包括倒T字形底座、第一底座固定螺釘、第二底座固定螺釘、第三底座固定螺釘、第四底座固定螺釘擋板、上蓋、固定板和第一、第二、第三導向固定螺柱，加載組件包括圓柱形連接件和上寬下窄的梯形加載頭，活動墊塊置于倒T型底座左側的90°角位置，上蓋開有三個螺釘通孔，第一、第二、第三導向固定螺柱穿過螺釘通孔與固定板連接。該裝置借助萬能試驗機能準確地測出巖石材料拉剪條件下的強度和變形。

技術領域

本發明涉及一種萬能試驗機實現巖石拉剪試驗裝置，適用于拉剪應力條件下巖石的變形破壞特性研究，屬于巖石力學與工程技術領域。

背景技術

拉伸剪切破壞是危巖地質工程、巖石邊坡工程與巖石隧道工程中常出現的一種巖石失穩類型。巖石拉伸剪切破壞是一類特殊應力狀態條件下的破裂形式，屬于同時受垂直于破裂面的法向拉應力和平行于破裂面的剪應力作用的復合破裂模式。例如：拉剪型危巖在受危巖體本身重力作用下，產生拉剪破壞；深部洞室開挖使邊墻法向地應力卸荷而切向地應力集中，當卸荷非常強烈時可能發生拉剪破壞；巖質邊坡的開挖卸荷可導致上部坡體產生拉應力區，該區域巖體一般處于即受拉又受剪的拉剪復合應力狀態。因此，研究巖石拉剪力學特性對巖體工程設計施工及穩定性評價與控制具有重要意義。

本發明的目的是為了提供一種試驗中可以考慮巖樣尺寸、裂紋長度、寬度以及傾角，裂紋與荷載點相對位置，臨空面長度以及巖樣間相互作用等對巖樣受力破壞影響的多種因素的試驗裝置；可以實現不同應力狀態下帶預制裂紋的巖石試樣的斷裂試驗，用于模擬巖石試樣受拉剪力破壞的試驗裝置。

作為獲取巖石抗剪強度參數的重要手段，巖石壓剪試驗(包括室內和原位試驗)已廣泛應用于巖土工程中。但由于技術上的困難，巖石拉剪試驗開展較少，拉剪力學特性的研究也較壓剪力學特性少的多。通常的做法是將壓剪試驗得到的摩爾庫倫強度準則擬合直線延伸至法向應力軸負半軸，作為巖石在拉剪應力下的強度準則，而這種處理是缺乏試驗數據支撐的。

為獲得法向拉應力條件下的巖石直接剪切力學性質，目前為數不多的手段主要有：1)制造整套專門的伺服控制巖石拉剪試驗系統；2)制造以基座-反力架為主要結構，液壓千斤頂為加載方式的巖石拉剪系統。但第一種試驗設備造價十分昂貴，第二種雖然造價適中，但由于控制系統的不足(例如液壓千斤頂保持穩定荷載的效果不佳)，試驗精度無法保證。本發明的目的是針對現有巖石拉剪試驗設備的缺乏和不足，提供一種可在萬能試驗機上使用的巖石拉剪試驗裝置，為獲取巖石拉剪組合荷載下的力學特性提供方便、低廉、精確度有保證的試驗手段。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種利用萬能試驗機實現巖石拉剪試驗的裝置，使得結合萬能試驗機開展巖石拉剪試驗成為可能。

本發明是這樣實現的：一種利用萬能試驗機實現巖石拉剪試驗的裝置，其特征在于，包括夾持組件、加載組件和活動墊塊，所述試件夾持組件包括倒T字形底座、擋板、上蓋、固定板和第一、第二、第三導向固定螺柱，另外附帶第一、第二、第三、第四底座固定螺絲，底座、擋板和和上蓋合為一體呈凹槽形，上蓋設有三個螺孔，第一、第二、第三導向固定螺柱垂直于底座和上蓋并和擋板平行，各導向固定螺柱上分別裝有螺母，第一、第二、第三導向固定螺柱穿過上蓋的螺孔與固定板相連接，第一、第二、第三、第四底座固定螺絲穿過底座前后兩座的螺釘孔連接試驗臺；

所述加載組件包括圓柱形連接件和上寬下窄的梯形加載頭，圓柱形連接件連接萬能試驗機的壓力傳感器和梯形加載頭，梯形加載頭與圓柱形連接件相連一起裝在萬能試驗機上；

所述活動墊塊置于倒T型底座左側的90°角位置在進行大試件試驗時補充使用。

按上述方案，底座與萬能試驗機通過第一、第二、第三、第四底座固定螺絲與萬能試驗機臺座相連接，底座位置可以根據試驗要求進行調節。

按上述方案，所述第一、第二、第三、第四底座固定螺釘為圓柱螺釘，底座螺絲安裝孔的形狀與圓柱螺絲配合。