[發明專利]一種多維動靜組合加載巖石力學實驗裝置

有效

• 申請號: 201910688466.8
• 申請日: 2019-07-29
• 公開（公告）號: CN110286028B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 陳峰;鄭冬梅;馬瀅;王爽;劉陽冰
• 申請（專利權）人: 南陽理工學院
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/12
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 孫李林

本發明涉及巖石力學實驗領域，具體是涉及一種多維動靜組合加載巖石力學實驗裝置，包括工作臺、調節機構、一維水平動靜組合加載機構、升降機構和二維動靜組合加載機構，一維水平動靜組合加載機構包括動載組件和靜載組件，二維動靜組合加載機構包括移動組件，水平加載組件和豎直加載組件。本發明通過控制動載組件、靜載組件、水平加載組件和豎直加載組件的組合工作，能夠進行不同維度的實驗，通過調節機構、升降機構和移動組件工作進行調節，改變一維水平動靜組合加載機構和二維動靜組合加載機構的位置，從而方便對不同尺寸的巖石進行固定和實驗，進一步完善實驗。

技術領域

本發明涉及巖石力學實驗領域，具體是涉及一種多維動靜組合加載巖石力學實驗裝置。

背景技術

巖石是一種常見的地質材料，巖石不僅是礦、巖采掘作業的重要對象，還被廣泛應用與國民經濟建設的多種行業中，研究巖石在各種復雜載荷在用下的力學性質和脆斷強度是采礦、水利水電、土木建筑、隧道和底下建筑中巖石工程設計與開挖的主要依據。

專利一：中國專利號為CN200510032031.6公布了一種動靜組合加載巖石力學實驗裝置，包括固定框架，固定框架內試件的二端分別設有入射桿、透射桿，透射桿的外端設置有軸向靜壓加載器，入射桿的外端設有薄墊片，在薄墊片處設有沖頭、沖頭發射機構及高壓氣罐，沖頭對準薄墊片，在入射桿和透射桿上貼有應變片。本發明提供了一種其結果與工程實際更為符合的動靜組合加載實驗裝置。

專利二：中國專利號為CN201610309168.X公布了一種巖石全斷面加載裝置，包括固定設置在外框架側面和頂部的液壓缸群,還包括:實現巖石到達指定加載位置的上料部分和將巖石封閉的閘門,閘門置于導軌上。本發明的加載裝置具有框架式排缸結構,能提供大噸位的載荷,對方形巖石進行全斷面加載,滿足深部巖石的物理災害模擬試驗的加載要求。缸組前端的平板可以保證載荷始終垂直作用于模型表面,使模型受力均衡,提高模型試驗結果的準確性和可靠性。

上述專利一和專利二在使用過程中均存在不足；第一、專利一是在霍普金森桿的原理上進行改進，從而實現能夠動靜組合加載巖石，但是，該專利只能夠進行一維研究，從巖石的兩側施加動載荷和靜載荷，這樣的研究方式并不完善，不能判斷巖石在其他維度受力時對其力學性質的影響，第二，專利二是利用分布在x、y、z三個方向上的三個液壓缸從三個方向對巖石進行施力，進而進行多維度實驗，但是，這樣的實驗方式只能進行靜載荷情況下巖石的力學性質，到時實驗能力不完善；其三，專利一和專利二在使用時均需要將巖石切割成指定的大小，才能在設備上進行實驗，但是，巖石的大小是否會影響其力學性質也需要進行實驗探究，導致專利一和專利二的試驗不完整。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種多維動靜組合加載巖石力學實驗裝置。

為解決上述技術問題，本發明提供以下技術方案：一種多維動靜組合加載巖石力學實驗裝置，包括工作臺、調節機構、一維水平動靜組合加載機構、升降機構和二維動靜組合加載機構，所述調節機構安裝在工作臺的上端，所述一維水平動靜組合加載機構包括動載組件和靜載組件，所述動載組件和靜載組件相對設置在調節機構的兩端，所述升降機構安裝在工作臺的上端且升降機構位于調節機構中部的上方，所述二維動靜組合加載機構包括移動組件，水平加載組件和豎直加載組件，所述移動組件安裝在升降機構的上端，所述水平加載組件安裝在移動的上端，所述豎直加載組件安裝在升降機構的上端且豎直加載組件位于水平加載組件的正上方。

進一步，所述升降機構包括升降座、兩個驅動桿和四個導桿，兩個所述驅動桿插接在工作臺的兩側，且兩個驅動桿的下端均與工作臺轉動連接，兩個驅動桿的上部均設有驅動螺紋，四個所述導桿呈兩兩分布在工作臺的兩側且四個導桿均呈豎直設置，所述升降座上設有四個導向孔，四個導向孔分別與四個導桿滑動配合，所述升降座的兩端均設有驅動螺孔，兩個所述驅動螺孔分別與兩個驅動螺紋相配合，兩個所述驅動桿的下端均套設有驅動輪，兩個驅動輪之間通過皮帶傳動連接，其中一個所述驅動桿的下端設有輸出端與其固定連接的升降電機。