[發明專利]一種用于測試巖石抗拉強度的間接拉伸裝置

有效

• 申請號: 202010330288.4
• 申請日: 2020-04-24
• 公開（公告）號: CN111678776B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 王文強;祝棟林;劉福東
• 申請（專利權）人: 江蘇禹治流域管理技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 南京源古知識產權代理事務所(普通合伙) 32300
• 代理人: 馬曉輝

本發明公開一種用于測試巖石抗拉強度的間接拉伸裝置，支撐塊放置于壓縮試驗機的加載平臺；上部半圓柱形加工件和下部半圓柱形加工件放置于中空巖石試樣內部，下部半圓柱形加工件底部制有凹槽，凹槽內設置有支撐墊條；試樣側加載塊和端部加載塊分別放置于加載墊板上表面兩側，試樣側加載塊底部制有切槽，通過該切槽使試樣側加載塊跨過中空巖石試樣架設于支撐墊條上；固定桿的一端與端部加載塊相連，固定桿的中部固定于支撐塊頂部，固定桿的另一端插入上部半圓柱形加工件使其與中空巖石試樣固定。本發明解決巖石間接拉伸試驗過程中破壞面上產生不均勻拉應力的問題。

技術領域

本發明涉及演示材料測試技術，具體涉及一種測試巖石抗拉強度的間接拉伸裝置。

背景技術

在工程實際中，拉伸破壞是引起巖石或巖體破壞的一個主要因素。然而在工程分析中，研究的重點往往是完整巖石試件的無側限抗壓強度，而忽視其抗拉強度。但是巖石材料作為一種脆性材料，其最鮮明的一個特點就是抗拉強度遠小于抗壓強度，巖石材料的抗壓強度一般是其抗拉強度的4-10倍，忽略這一參數可能會導致最終獲得結果不可靠。因此，了解巖石材料在拉伸荷載作用的拉伸性能對于巖石類結構物的設計和建造具有十分重要的意義。

目前測量巖石抗拉強度的試驗方法主要分為直接法和間接法。理論上單軸拉伸試驗是確定單軸抗拉強度最科學有效的方法，但是荷載偏心、試件不對稱、應力集中以及材料缺陷等問題是單軸拉伸試驗中難以解決的技術難題，因此間接法(劈裂法)多被用來測定巖石的抗拉強度。然而，間接試驗所得為試件的劈拉強度，無法在破壞面上產生均勻的拉伸應力，并且破壞面上的應力通常不是單軸的，合理有效的間接拉伸裝置亟待開發以獲得可靠的巖石抗拉強度，為實際工工程的設計提供參考。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于解決現有巖石間接拉伸試驗過程中，破壞面上產生不均勻拉應力的問題，提供一種用于測試巖石抗拉強度的間接拉伸裝置。

技術方案：本發明的一種用于測試巖石抗拉強度的間接拉伸裝置，包括加載墊板、試樣側加載塊、端部加載塊、支撐墊條、上部半圓柱形加工件、下部半圓柱形加工件、固定桿和支撐塊；所述支撐塊放置于壓縮試驗機的加載平臺；所述上部半圓柱形加工件和下部半圓柱形加工件放置于中空巖石試樣內部，下部半圓柱形加工件底部制有凹槽，凹槽內設置有支撐墊條；所述試樣側加載塊和端部加載塊分別放置于加載墊板上表面兩側，試樣側加載塊底部制有切槽，通過該切槽使試樣側加載塊跨過中空巖石試樣架設于支撐墊條上；所述固定桿的一端與端部加載塊相連，固定桿的中部固定于支撐塊頂部，固定桿的另一端插入上部半圓柱形加工件使其與中空巖石試樣固定。

進一步的，所述固定桿的一端距端部相應距離處設有固定孔，該固定孔與端部加載塊側邊的貫穿孔相適配，通過插銷插入固定孔和貫穿孔使固定桿與端部加載塊固定；所述上部半圓柱形加工件中部制有圓柱形預制孔，該預制孔直徑大于固定桿直徑，固定桿的另一端穿過該預制孔將中空巖石試樣固定；所述固定桿中部開設有固定孔，該固定孔與支撐塊側面的貫穿孔相適配，通過插銷插入固定孔和貫穿孔使固定桿與支撐塊固定。

為增強整體結構的穩固性，所述支撐塊頂部和端部加載塊底部分別制有用于放置固定桿的切槽。

為提高抗拉性能，所述支撐塊、固定桿和插銷均由不銹鋼制成。

進一步的，所述加載墊板由鋼板制成，加載墊板的厚度為9-10mm；所述固定桿直徑為18-20mm，固定桿的長度為330-350m；所述插銷的直徑為8-10mm，且固定桿上的兩個固定孔直徑大于插銷直徑。

進一步的，所述中空巖石試樣整體呈棱柱狀，例如中空巖石試樣的整體尺寸為120×120×40mm，中空巖石試樣的中部預設有圓柱形孔洞，圓柱形孔洞中一上一下依次設置上部半圓柱形加工件和下部半圓柱形加工件，圓柱形孔洞的直徑為55-60mm，固定桿的另一端穿入該圓柱形孔洞。