[實(shí)用新型]一種可施加單側(cè)圍壓的加載裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202120677594.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-02
• 公開（公告）號(hào): CN214584529U
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張皓;高韜;李訓(xùn)鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/08
• 分類號(hào): G01N3/08
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責(zé)任公司 32102
• 代理人: 沈良菊

本實(shí)用新型公開了巖土工程學(xué)研究領(lǐng)域的一種可施加單側(cè)圍壓的加載裝置，包括螺桿、底板和設(shè)置在底板上的第一加載側(cè)板和第二加載側(cè)板，第一加載側(cè)板與所述底板呈L型固定連接，第二加載側(cè)板沿螺桿的長(zhǎng)度方向相對(duì)第一加載側(cè)板活動(dòng)設(shè)置，第一加載側(cè)板、第二加載側(cè)板與底板向上形成U型空腔用于放置巖石試樣，第一加載側(cè)板和所述第二加載側(cè)板表面均設(shè)有導(dǎo)向孔，螺桿穿過導(dǎo)向孔連接固定第一加載側(cè)板和第二加載側(cè)板，螺桿上設(shè)有應(yīng)變片。本實(shí)用新型利用底板和圍壓部件實(shí)現(xiàn)單側(cè)圍壓，通過貼合在螺桿上的應(yīng)變片得出巖石所受的圍壓值，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、操作方便，適用性廣的特點(diǎn)，適用于刀具破巖機(jī)理等巖土工程學(xué)的研究領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于巖土工程和隧道工程的交叉領(lǐng)域，具體涉及一種巖石試樣塊單側(cè)圍壓的加載裝置。

背景技術(shù)

賦存于地層中的巖體，尤其是深部巖層中的天然巖體，由于受到重力、板塊運(yùn)動(dòng)及地殼收縮等因素的影響，具備一定地應(yīng)力（也稱圍壓）。該巖體圍壓會(huì)影響巖石自身物理力學(xué)性質(zhì)、巖石破碎/破碎機(jī)制等，也會(huì)影響開挖裝置的破巖載荷特性、破巖效率和使用壽命等；因此，無圍壓應(yīng)力條件下（如實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下制備的普通巖石試樣塊）表現(xiàn)出的特性與巖體圍壓及淺表底層中低圍壓應(yīng)力條件下天然巖體表現(xiàn)出的特性截然不同，巖體圍壓下天然巖體表現(xiàn)出的特性是大型地下洞室穩(wěn)定性分析與工程設(shè)計(jì)的必要信息之一，對(duì)于深部高應(yīng)力地下工程的安全評(píng)價(jià)與災(zāi)害防治尤為重要。因此，在研究與巖體圍壓息息相關(guān)的巖石力學(xué)與巖土工程學(xué)問題時(shí)，需要在研究過程中考慮到巖體圍壓作用，并應(yīng)在相應(yīng)的試驗(yàn)中模擬出巖體圍壓的真實(shí)狀態(tài)。對(duì)靠近巖石試樣塊待切削表面的側(cè)面加載一定的壓力。

一般來說，利用液壓缸對(duì)頂?shù)姆绞酱_實(shí)能夠模擬獲得巖石圍壓，但由于該方案需額外購(gòu)置液壓泵站等輔助設(shè)備和高精度伺服油缸，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高昂和難以維護(hù)操作等局限性。目前，尚未有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易、成本低廉且精度可靠的圍壓模擬裝置，也無配合這類簡(jiǎn)易的圍壓模擬裝置使用的標(biāo)定調(diào)整方法。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種可施加單側(cè)圍壓的加載裝置，使其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、精度可靠。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種可施加單側(cè)圍壓的加載裝置，包括螺桿、底板和設(shè)置在底板上的第一加載側(cè)板和第二加載側(cè)板，所述第一加載側(cè)板與所述底板呈L型固定連接，第二加載側(cè)板沿螺桿的長(zhǎng)度方向相對(duì)第一加載側(cè)板活動(dòng)設(shè)置，第一加載側(cè)板、第二加載側(cè)板與底板向上形成U型空腔用于放置巖石試樣，所述第一加載側(cè)板和所述第二加載側(cè)板表面均設(shè)有導(dǎo)向孔，所述螺桿穿過導(dǎo)向孔連接固定第一加載側(cè)板和第二加載側(cè)板，所述螺桿上設(shè)有應(yīng)變片。

本實(shí)用新型通過對(duì)巖石試樣施加圍壓，由應(yīng)變片得出螺桿所受的壓力，得到加載側(cè)板給巖石試樣的壓力，最終通過公式推導(dǎo)出第一加載側(cè)板和第二加載側(cè)板對(duì)巖石試樣加載的圍壓。本實(shí)用新型的有益效果在于，本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、操作方便，能夠滿足工程測(cè)試的精度要求，避免對(duì)巖石試樣邊角造成破壞，適用于刀具破巖機(jī)理等巖土工程學(xué)的研究領(lǐng)域。

進(jìn)一步地，為了便于第一加載側(cè)板和第二加載側(cè)板向巖石試樣施加圍壓，所述螺桿兩端設(shè)有螺旋狀的螺紋結(jié)構(gòu)，配合設(shè)有螺母，使用扳手旋轉(zhuǎn)螺母，使得第一加載側(cè)板和第二加載側(cè)板與巖石試樣的夾緊工作面相互緊貼。

進(jìn)一步地，所述第一加載側(cè)板和第二加載側(cè)板的高度大于所述巖石試樣的高度，避免施加圍壓時(shí)受力不均。

進(jìn)一步地，所述導(dǎo)向孔設(shè)置在第一加載板和第二加載板的兩端，每端各設(shè)有2個(gè)導(dǎo)向孔，兩端的導(dǎo)向孔關(guān)于第一加載側(cè)板和第二加載側(cè)板的豎直中心線對(duì)稱，避免第一加載側(cè)板和第二加載側(cè)板在施加圍壓時(shí)發(fā)生形變。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型可施加單側(cè)圍壓的加載裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型可施加單側(cè)圍壓的加載裝置的主視圖。

圖3是本實(shí)用新型可施加單側(cè)圍壓的加載裝置的右視圖。

圖4是本實(shí)用新型可施加單側(cè)圍壓的加載裝置的三維結(jié)構(gòu)爆炸圖。