一种可加围压的岩石抗拉强度测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可加围压的岩石抗拉强度测试装置，其能够较为真实地还原岩石所处的环境，包括底座，底座通过连接杆与顶板连接；底座上固定有测试组件，顶板上固定有加载油缸，加载油缸的加载杆伸入测试组件中。本发明专利技术本发明专利技术能够实现对试样施加围压、不同温度环境和冲击地压，比较真实地模拟出岩石在地底下的环境情况，从而便于更加精确地研究岩石在地底下的受力情况和抗拉强度变化，而后续的设计、施工、教学、研究等提供指导和参考。本发明专利技术能够实现快速对试样进行找中，而且还能够通过加载杆的位移情况来及时发现试样的破裂时间和此时的压力。本发明专利技术通过冷却组件能够防止加载杆和下支撑杆上的热量损坏本测试装置。

Rock tensile strength test device capable of adding confining pressure

The invention discloses a device for testing rock tensile strength with confining pressure, it is able to restore the true rock environment, including the base, the base through a connecting rod and a roof connection; the test component is fixed on the base, a loading cylinder fixed on the roof, the loading rod loading oil cylinder into test components. The invention can be applied in different confining pressure, temperature and environmental impact pressure on the sample, compared to simulate the environment of rock in the earth, in order to accurately study the rock changes in stress and tensile strength of the earth, and to provide guidance and reference for future design, construction, teaching study, etc.. The invention can realize rapid detection of the sample, and also can discover the rupture time and the pressure of the sample in time by the displacement of the loading rod. The present invention can prevent the test device from damage by the heat on the loading rod and the lower supporting rod through the cooling component.

【技术实现步骤摘要】
一种可加围压的岩石抗拉强度测试装置
本专利技术涉及一种岩石抗拉强度测试装置，特别是涉及一种可围压的、通过巴西法测试岩石抗拉强度的测试装置。本专利技术还涉及一种基于上述测试装置的温控系统及其温控方法。
技术介绍
在研究岩石力学性能中，岩石的抗拉强度是其中的一个研究重点。目前研究岩石抗拉强度主要有两种方法，一种是巴西圆盘劈裂法，一种是直接拉伸法。采用巴西圆盘劈裂法测试岩石的抗拉强度是目前主要的测试方法，其设备较为简单、操作方便，因此目前普通的教学、测试等基本上都采用此方法。而目前，利用巴西法理论设计的实验装置也非常多，如：专利号为CN201310468694.7，名为一种用于巴西法测试岩石抗拉强度的试验辅助装置；专利号为CN201520064086.4，名为一种巴西劈裂实验试件夹持装置；专利号为CN201110031198.6，名为一种测量拉伸条件下岩石弹性参数的巴西劈裂方法。但是目前大多数的实验装置都是不能增加围压的，而岩石在地地下所受的力是非常复杂的，特别是所受的围压。岩石周围所受的围压能够直接影响到岩石的强度，如抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等。如果在测试岩石的抗拉强度时不对岩石试样施加围压，那么就无法较为贴近地还原岩石真实的受力状态，这就导致测试出来的参数如果直接用来指导施工的话会导致诸多安全隐患。在专利号为CN201310625027.5，名为一种测试岩石断裂韧度的试验装置中公开了一种利用巴西法测试岩石抗拉强度的实验装置，其能够实现在实验时对岩石试样施压围压，从而较为真实地还原岩石的受力状态。但是，这种装置没有配套的温控系统，因为岩石在地底下除了受到围压，其周围的温度也能直接影响其强度。另外岩石在地底下受到的冲击地压较多，而在静态下测出的强度值是不能直接用于防范冲击地压的设计的，这就要求在测试岩石强度的同时，还需要可以模拟岩石所受的冲击地压，从而较为真实地还原岩石的受力状态。因此，申请人认为，设计出一种能够较为真实地还原岩石所受压力、温度、冲击等环境的岩石抗拉强度测试装置是十分必要的，其能够较为真实地还原岩石所处的环境，从而获得可靠的强度值以用于指导设计、施工，或研究岩石力学性能。另外基于目前用于岩石强度测试装置的液压油温控系统不够完善、热量回收率低等问题，申请人认为，还应对现有液压油温控系统和温控方法做出改进，以提高其加热效率和热量的回收率。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可加围压的岩石抗拉强度测试装置，其能够能够较为真实地还原岩石所处的环境。本专利技术还提供了基于上述测试装置的温控系统及其温控方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种可加围压的岩石抗拉强度测试装置，包括底座，所述的底座通过连接杆与顶板连接；所述的底座上固定有测试组件，所述的顶板上固定有加载油缸，所述的加载油缸的加载杆伸入测试组件中；所述的测试组件，包括，筒体组件、第一托座、第二托座，连接柱；所述的第一托座固定在底座上，所述的第一托座顶面上固定有第二托座，所述的第二托座顶面上固定有连接柱，所述的连接柱顶面与筒体组件的筒体底面连接固定；所述的筒体内部设有测试腔，所述的测试腔底部开口，且所述的测试腔底部开口与密封托盘配合密封；所述的测试腔内还固定有试验托盘，所述的试验托盘上设有让位孔，所述的让位孔与活动导杆的导杆部分底部装配，所述的活动导杆上还设有压环；所述的导杆部分顶部装入导向块中的导向孔，所述的导向孔包括小端导向孔和大端导向孔，所述的大端导向孔设置在小端导向孔的下方，且所述的导杆部分顶端装入小端导向孔中、底端装入让位孔中；所述的压环装入大端导向孔中，且所述的压环与实验托板之间设有弹簧；所述的导向块有两块；所述的试验托盘上还设有支撑通孔，支撑杆一端固定在支撑板上，另一端穿过支撑通孔与下载板底部连接；所述的下载板顶面上固定有下垫条；所述的支撑板底部固定在下支撑杆顶部，所述的下支撑杆底部穿过第二托座的托座通孔进入爆破腔中。作为本专利技术的进一步改进，所述的爆破腔底部设有爆破安装槽，所述的爆破安装槽宽度小于爆破腔，且所述的爆破腔与爆破安装槽之间通过支撑台连接，所述的支撑台与爆破动力板压紧密封，所述的爆破动力板与下支撑杆连接固定；所述的爆破安装槽中安装有雷管载板，所述的雷管载板包括雷管载板本体，且所述的雷管载板本体在爆破动力板下方的部分上设有雷管爆破槽；所述的雷管爆破槽内还设有雷管固定槽，且所述的雷管固定槽两侧设有导电柱，所述的导电柱用于缠绕雷管的两根导线且与该导线连通导电；所述的导电柱通过压紧螺帽将与其连通的导线压紧；所述的导电柱底部与导电条连通导电，所述的导电条固定在导电安装槽中，所述的导电安装槽与设置在爆破安装槽内的副导电条卡合，且所述的副导电条与导电条接触导电；所述的副导电条通过导线与爆破开关连接，所述的爆破开关与电源连接，可控制电源与雷管之间电流的通断。作为本专利技术的进一步改进，所述的雷管载板本体上设有固定通槽，所述的爆破安装槽上下两侧在固定通槽相对位置上分别设有配合固定通槽和配合固定盲槽，锁紧固定板装入配合固定通槽、固定通槽、配合固定盲槽将雷管载板本体固定在爆破安装槽中；所述的加载杆伸入测试腔的一端上固定有上载板，所述的上载板底面上设有上垫条，所述的上垫条与下垫条分别与试样的竖直方向上的直径的两端顶紧。作为本专利技术的进一步改进，所述的筒体上还设有进油管，所述的密封托盘和连接柱上中设有出油管。作为本专利技术的进一步改进，所述的加载杆和下支撑杆上设置有冷却组件，所述的冷却组件，包括，冷却外壳，所述的冷却外壳内设有冷却罩，所述的冷却罩顶面上设有驱动电机，所述的驱动电机的输出轴与传动轴连接；所述的传动轴上设有蜗杆段，且所述的传动轴远离驱动电机一端上固定有驱动带轮；所述的蜗杆段与涡轮配合形成蜗轮蜗杆传动，所述的涡轮装配在第一轴体上，所述的第一轴体通过第一带传动组件与第二轴体连接；所述的第一轴体还通过第二带传动组件与第三轴体连接；所述的第三轴体通过第三带传动组件与第四轴体连接；所述的第四轴体通过第四带传动结构与第五轴体连接；所述的第二轴体和第五轴体一端穿过冷却罩进入冷却仓中，且所述的第二轴体和第五轴体装入冷却仓中的部分分别为第二搅拌杆和第五搅拌杆，所述的第二搅拌杆上设有动力浆块；所述的第二搅拌杆和第五搅拌杆结构完全相同；所述的加载杆穿过冷却罩上的连接通孔进入冷却仓中，然后穿过仓体外壳进入实验仓中；所述的冷却仓中装满冷却油。作为本专利技术的进一步改进，所述的冷却组件还包括散热组件，所述的散热组件，包括，设置在传动轴上的驱动带轮，所述的驱动带轮与安装在第六轴体上的从动带轮通过皮带连接形成第五带传动结构；所述的第六轴体通过第六带传动结构与第七轴体连接；所述的第七轴体上固定有第一齿轮，所述的第一齿轮分别与第二齿轮和第三齿轮啮合并形成齿轮传动结构；所述的第二齿轮和第三齿轮分别安装在第八轴体和第九轴体上，所述的第八轴体和第九轴体上还分别安装有第二半齿轮和第三半齿轮；所述的第二半齿轮和第三半齿轮均可与动力齿条两侧的卡齿啮合并形成齿轮齿条传动结构；初始状态时，所述的第二半齿轮与动力齿条啮合；所述的动力齿条，底部与活塞杆顶部连接，所述的活塞杆底部装入套筒中；所述的套筒分别与冷却进油管和冷却出油管连通，且所述的冷却进油管和冷却出油管上分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可加围压的岩石抗拉强度测试装置，包括底座，所述的底座通过连接杆与顶板连接；所述的底座上固定有测试组件，所述的顶板上固定有加载油缸，所述的加载油缸的加载杆伸入测试组件中；其特征是：所述的测试组件，包括，筒体组件、第一托座、第二托座，连接柱；所述的第一托座固定在底座上，所述的第一托座顶面上固定有第二托座，所述的第二托座顶面上固定有连接柱，所述的连接柱顶面与筒体组件的筒体底面连接固定；所述的筒体内部设有测试腔，所述的测试腔底部开口，且所述的测试腔底部开口与密封托盘配合密封；所述的测试腔内还固定有试验托盘，所述的试验托盘上设有让位孔，所述的让位孔与活动导杆的导杆部分底部装配，所述的活动导杆上还设有压环；所述的导杆部分顶部装入导向块中的导向孔，所述的导向孔包括小端导向孔和大端导向孔，所述的大端导向孔设置在小端导向孔的下方，且所述的导杆部分顶端装入小端导向孔中、底端装入让位孔中；所述的压环装入大端导向孔中，且所述的压环与实验托板之间设有弹簧；所述的导向块有两块；所述的试验托盘上还设有支撑通孔，支撑杆一端固定在支撑板上，另一端穿过支撑通孔与下载板底部连接；所述的下载板顶面上固定有下垫条；所述的支撑板底部固定在下支撑杆顶部，所述的下支撑杆底部穿过第二托座的托座通孔进入爆破腔中。...

【技术特征摘要】
1.一种可加围压的岩石抗拉强度测试装置，包括底座，所述的底座通过连接杆与顶板连接；所述的底座上固定有测试组件，所述的顶板上固定有加载油缸，所述的加载油缸的加载杆伸入测试组件中；其特征是：所述的测试组件，包括，筒体组件、第一托座、第二托座，连接柱；所述的第一托座固定在底座上，所述的第一托座顶面上固定有第二托座，所述的第二托座顶面上固定有连接柱，所述的连接柱顶面与筒体组件的筒体底面连接固定；所述的筒体内部设有测试腔，所述的测试腔底部开口，且所述的测试腔底部开口与密封托盘配合密封；所述的测试腔内还固定有试验托盘，所述的试验托盘上设有让位孔，所述的让位孔与活动导杆的导杆部分底部装配，所述的活动导杆上还设有压环；所述的导杆部分顶部装入导向块中的导向孔，所述的导向孔包括小端导向孔和大端导向孔，所述的大端导向孔设置在小端导向孔的下方，且所述的导杆部分顶端装入小端导向孔中、底端装入让位孔中；所述的压环装入大端导向孔中，且所述的压环与实验托板之间设有弹簧；所述的导向块有两块；所述的试验托盘上还设有支撑通孔，支撑杆一端固定在支撑板上，另一端穿过支撑通孔与下载板底部连接；所述的下载板顶面上固定有下垫条；所述的支撑板底部固定在下支撑杆顶部，所述的下支撑杆底部穿过第二托座的托座通孔进入爆破腔中。2.如权利要求1所述的一种可加围压的岩石抗拉强度测试装置，其特征是：所述的爆破腔底部设有爆破安装槽，所述的爆破安装槽宽度小于爆破腔，且所述的爆破腔与爆破安装槽之间通过支撑台连接，所述的支撑台与爆破动力板压紧密封，所述的爆破动力板与下支撑杆连接固定；所述的爆破安装槽中安装有雷管载板，所述的雷管载板包括雷管载板本体，且所述的雷管载板本体在爆破动力板下方的部分上设有雷管爆破槽；所述的雷管爆破槽内还设有雷管固定槽，且所述的雷管固定槽两侧设有导电柱，所述的导电柱用于缠绕雷管的两根导线且与该导线连通导电；所述的导电柱通过压紧螺帽将与其连通的导线压紧；所述的导电柱底部与导电条连通导电，所述的导电条固定在导电安装槽中，所述的导电安装槽与设置在爆破安装槽内的副导电条卡合，且所述的副导电条与导电条接触导电；所述的副导电条通过导线与爆破开关连接，所述的爆破开关与电源连接，可控制电源与雷管之间电流的通断。3.如权利要求2所述的一种可加围压的岩石抗拉强度测试装置，其特征是：所述的雷管载板本体上设有固定通槽，所述的爆破安装槽上下两侧在固定通槽相对位置上分别设有配合固定通槽和配合固定盲槽，锁紧固定板装入配合固定通槽、固定通槽、配合固定盲槽将雷管载板本体固定在爆破安装槽中；所述的加载杆伸入测试腔的一端上固定有上载板，所述的上载板底面上设有上垫条，所述的上垫条与下垫条分别与试样的竖直方向上的直径的两端顶紧。4.如权利要求1所述的一种可加围压的岩石抗拉强度测试装置，其特征是：所述的筒体上还设有进油管，所述的密封托盘和连接柱上中设有出油管。5.如权利要求1-4任一所述的一种可加围压的岩石抗拉强度测试装置，其特征是：所述的加载杆和下支撑杆上设置有冷却组件，所述的冷却组件，包括，冷却外壳，所述的冷却外壳内设有冷却罩，所述的冷却罩顶面上设有驱动电机，所述的驱动电机的输出轴与传动轴连接；所述的传动轴上设有蜗杆段，且所述的传动轴远离驱动电机一端上固定有驱动带轮；所述的蜗杆段与涡轮配合形成蜗轮蜗杆传动，所述的涡轮装配在第一轴体上，所述的第一轴体通过第一带传动组件与第二轴体连接；所述的第一轴体还通过第二带传动组件与第三轴体连接；所述的第三轴体通过第三带传动组件与第四轴体连接；所述的第四轴体通过第四带传动结构与第五轴体连接；所述的第二轴体和第五轴体一端穿过冷却罩进入冷却仓中，且所述的第二轴体和第五轴体装入冷却仓中的部分分别为第二搅拌杆和第五搅拌杆，所述的第二搅拌杆上设有动力浆块；所述的第二搅拌杆和第五搅拌杆结构完全相同；所述的加载杆穿过冷却罩上的连接通孔进入冷却仓中，然后穿过仓体外壳进入实验仓中；所述的冷却仓中装满冷却油。6.如权利要求5所述的一种可加围压的岩石...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄培杰，梁书玲，冯明明，李成杰，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34