[發明專利]一種巖石三軸拉伸試驗試件組裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201910016627.9
• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109443885B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 馬春德;劉澤霖;郭春志;龍珊;謝偉斌;周亞楠
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N1/44
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 葉碧蓮

1.一種巖石三軸拉伸試驗試件組裝置的制造方法，所述裝置包括平臺圓柱體巖石試件、剛性粘結頭及防油保護層，其中平臺圓柱體巖石試件的兩端通過高強度環氧樹脂膠與剛性粘結頭粘接，防油保護層套設在平臺圓柱體巖石試件與剛性粘結頭外側并與平臺圓柱體巖石試件及剛性粘結頭的外側緊貼，其特征在于，所述平臺圓柱體巖石試件包括圓柱主體、在圓柱主體中部兩側對稱切削而成的具有一定深度的切削平臺及平滑過渡到所述切削平臺上下兩端的平滑過渡區；所述平滑過渡區形狀為內凹的光滑圓弧形；所述平滑過渡區的弧頂與相鄰的圓柱端面存在間距；

所述巖石三軸拉伸試驗試件組裝置的制造方法，包括以下步驟：

1)將圓柱體巖石試件固定在數控雙頭精雕機的精雕平臺上，使用雙頭刀具兩側對稱加工、精雕形成所述切削平臺及切削平臺兩端的圓弧；首先在巖石試件的兩側先加工切削平臺，再從上下端的弧頂位置通過漸近式相切方式平緩過渡至平臺面，再使用丙酮或無水酒精仔細清洗圓柱主體兩側端面及剛性粘結頭下端面；

2)將高強度環氧樹脂膠均勻涂抹于剛性粘結頭下端面及巖石圓柱主體端面；將二者涂膠端面對接粘貼，并放置在對中支架上穩定固化；待高強度環氧樹脂膠固化后，圓柱主體與工字型剛性粘結頭粘為一體；

3)待高強度環氧樹脂膠固化后，把O型橡膠密封圈套入粘結頭密封槽中，然后用直徑為65-75mm，長度與工字型剛性粘結頭上下兩端等長的塑料熱縮套管套住、并加熱，使其受熱收縮后緊貼在巖石試件外側形成防油保護層，與O型密封圈一起作用隔絕外部液體滲入；

4)將軸向應變引伸計夾持在巖石試件未切削的兩側對稱的中部區域，用來測量加載過程中的應變變化；

所述數控雙頭精雕機兼容CAD/CAM軟件，按所設計的形狀進行巖石精確自動控制切削加工；加工采用的刀徑為1mm的小刀徑。

2.根據權利要求1所述的巖石三軸拉伸試驗試件組裝置的制造方法，其特征在于，所述剛性粘結頭上端面直徑為30mm，剛性粘結頭下端面直徑為50mm。

3.根據權利要求2所述的巖石三軸拉伸試驗試件組裝置的制造方法，其特征在于，所述防油保護層為熱縮套管，所述熱縮套管受熱收縮后緊貼巖石試件及剛性粘結頭外側并擠壓O型密封圈變形。

4.根據權利要求1所述的巖石三軸拉伸試驗試件組裝置的制造方法，其特征在于，還包括步驟5)：將步驟4中制作完成的巖石試驗裝置兩端的剛性粘結頭分別卡入拉伸試驗機三軸室內的多自由度拉伸夾具的卡槽內，并對中放置；試驗機對巖石試件施加微小接觸載荷后，關閉三軸室，形成密閉加載空間，并均速施加預定圍壓至巖石試件外表面，最后對巖石試件施加軸向拉伸載荷，使之拉伸破壞。