巖石動態拉伸加載試驗裝置的製作方法

2023-04-24 02:28:51 3

專利名稱：巖石動態拉伸加載試驗裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於巖石力學試驗技術領域，特別涉及一種巖石動態拉伸加載試驗裝置。
背景技術：
材料的抗拉強度一般通過拉伸試驗測試。金屬材料靜態拉伸試驗一般將試驗材料加工成標準試件，如板狀或圓柱狀，試驗時通過夾具對試樣施加拉力，該試樣對延性材料是可行的。但是對於巖石等脆性材料，直接拉伸試驗中，由於巖樣加工困難，試樣沒有統一規定。通常做法是將試樣加工成啞鈴狀，試件兩端用夾具夾，或用膠粘。由於這種啞鈴狀試件同樣加工困難，加工成功率低。有的試驗中也將巖樣做成柱狀試樣，兩端用帽狀拉頭，此方法在靜態直接拉伸試驗中使用。但由於帽狀拉頭尺寸大，使得整個試驗夾具大而重，試驗過程中操作極不方便。同時，在動態試驗中，由於試驗夾具大而重，因應力波和夾具的慣性力造成試樣實際受力與測力柱所測力在幅值和相位上的差異，極大地影響試驗結果的準確性，因此，目前還未有較好適用於巖石動態直接拉伸試驗所用的加載裝置。
另外，由於未能解決夾具問題，側壓下的脆性材料動態直接拉伸試驗無法實施。

發明內容
本實用新型的目的在於提供一種巖石動態拉伸加載試驗裝置，該裝置結構簡單，拉頭與巖樣採用超強膠粘結，操作方便，拉伸強度高，解決了側壓試驗的問題。
為了實現上述任務，本實用新型採用以下技術措施本加載裝置摒棄傳統的夾具加載，而採用粘結在巖樣兩端的拉頭施加拉力，拉頭與巖樣選用RDT-10000超強膠粘結，此膠拉伸強度可達20MPa，其強度高於絕大多數巖石的抗拉強度。因此可將巖樣做成方柱體，並與巖石巖樣截面相同的拉頭直接粘接，這樣巖樣加工簡單，拉頭小巧，整套夾具均可做到小而輕，滿足動力試驗要求。另外，為滿足側壓試驗要求，該裝置一側安裝一臺小千斤頂，通過側向加壓板對巖樣施加側壓力。將長方體巖樣1用高強膠粘結在試件上下拉頭2-1、2-2上，上下拉頭2-1、2-2各裝上下拉軸3-1、3-2，並按十字形布置，可以取到萬向接頭作用，使得巖樣受拉時受力均勻。上下拉軸3-1、3-2放入交叉相扣的拉壓轉換器4端頭槽中，可在動載機上進行動態直接拉伸加載。側向用一小型千斤頂5頂住巖樣1兩側的加壓塊6施加靜態側壓。千斤頂5和側壓塊6通過承載板7、承載螺杆8以及螺帽9連接。安裝時可通過調節器10調整安裝位置，使側向加載塊對準巖石試樣，調節架上還裝有橡膠墊，可起到動力加載試驗時的減振作用。
由於拉伸裝置體積小，側向加載裝置也小。試驗時，在試件兩側向加壓板與試件間塗上高級黃油，使摩擦大大降低，消除了側向加壓裝置作用在試件上的慣性力。
本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和效果1、本裝置可以採用長方體試樣，而長方體試樣易於加工，降低了試驗成本；2、加載裝置與試樣通過高強度膠粘結，便捷易行，另外，動態拉伸時消除因夾具影響造成的實際受力與測力柱所測力在幅值和相位上的差異，提高了試驗結果的準確性；3、通過拉壓轉換裝置直接對拉軸施加壓力使試樣獲得拉力，因而不需要專門的壓力機，普通壓力機即可實施動態拉伸試驗；4、可以進行側壓下的動態拉伸試驗，擴大了應用範圍。


圖1為一種巖石動態拉伸加載試驗裝置結構示意圖。
其中1-巖樣，2-1-上拉頭，2-2-下拉頭，3-1-上拉軸，3-2-下拉軸，4-拉壓轉換器，5-千斤頂，6-加壓塊，7-承載板，8-承載螺杆，9-螺帽，10-調節器，11-墊塊，12-底板，13-支撐架。
具體實施方式
加載裝置將支撐架13通過螺栓與底板12連接，千斤頂5通過調節器10、承載板7、承載螺杆8以及螺帽9與底板12連接。加壓塊6通過螺栓與承載板7連接。
試驗時，將長方體巖樣1用高強膠粘結在試件上下拉頭2-1、2-2上，上下拉頭各裝上下拉軸3-1，3-2，並將上拉頭2-1的拉軸3-1擱置於墊塊11的V形槽中，拉壓轉換器4的端頭槽放入下拉頭2-2的下拉軸3-2上，可在動載機上進行動態直接拉伸加載。上拉軸3-1和下拉軸3-2按十字形布置。
若考慮側向壓力，則在巖樣1側向用一小型千斤頂5頂住巖樣1兩側的加壓塊6施加靜態側壓。安裝時可通過調節器10調整安裝位置，使側向加載塊對準巖石巖樣1，調節架上還裝有橡膠墊，可起到動力加載試驗時的減振作用。
權利要求1.一種巖石動態拉伸加載試驗裝置，它包括拉伸裝置(4)，千斤頂(5)，其特徵在於巖樣(1)用膠粘結在試件上下拉頭(2-1、2-2)上，上下拉頭(2-1、2-2)各裝上下拉軸(3-1、3-2)，上下拉軸(3-1、3-2)放入交叉相扣的拉壓轉換器(4)端頭槽中，千斤頂(5)和加壓塊(6)通過承載板(7)、承載螺杆(8)以及螺帽(9)連接。
2.根據權利要求1所述的一種巖石動態拉伸加載試驗裝置，其特徵在於巖樣(1)為長方體，巖樣(1)與加載裝置的連接採用膠粘結。
3.根據權利要求1所述的一種巖石動態拉伸加載試驗裝置，其特徵在於上下拉頭(2-1、2-2)的拉軸各裝上下拉軸(3-1、3-2)，並將上拉頭(2.1)的拉軸(3-1)擱置墊塊(11)的V形槽中，拉壓轉換器(4)的端頭槽放入下拉頭(2-2)的拉軸(3-2)上。
4.根據權利要求1所述的一種巖石動態拉伸加載試驗裝置，其特徵在於上拉軸(3-1)和下拉軸(3-2)按十字形布置。
專利摘要本實用新型公開了一種巖石動態拉伸加載試驗裝置，它包括拉伸裝置、側壓施加裝置，巖樣用膠粘結在試件上下拉頭上，上下接頭各裝上下拉軸，並按十字形布置，上下拉軸放入交叉相扣的拉壓轉換器端頭槽中，千斤頂和加壓塊通過承載板、承載螺杆以及螺帽連接，巖樣為長方體，巖樣與加載裝置的連接採用膠粘結，上下拉砂的拉軸各裝上下拉軸，並將上拉頭的拉軸擱置墊塊的V形槽中，拉壓轉換器的端頭槽放入下拉頭的拉軸上。該裝置結構簡單，操作方便，易於加工，成本低，試驗結果可靠性高，應用範圍廣。
文檔編號G01N3/08GK2884182SQ200620095188
公開日2007年3月28日 申請日期2006年1月26日 優先權日2006年1月26日
發明者周青春, 李海波, 劉遠惠, 李俊如 申請人:中國科學院武漢巖土力學研究所