一种用于点荷载试验的岩石试块固定装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于点荷载试验的岩石试块固定装置，包括用于放置岩石试块的承载盒，承载盒包括上板、下板与侧板，下板通过弹性连接件与承载盒主体连接，弹性连接件的弹力大于岩石试块与下板的重力之和，使得将岩石试块放入承载盒后，岩石试块可在弹性连接件的弹力作用下随下板向上移动至最终与上锥形压头相抵，从而使岩石试块被固定。本发明专利技术使得点荷载试验过程中，不再需要人工用手去抓持岩石试块，消除了安全隐患，提高了操作的便捷性，节省人力。通过承载盒的上板与侧板对岩石试块起防溅作用、增强试验安全性的同时，还杜绝了岩石试块裂开后形成的小块体发生崩落与长距离的移动的可能性，方便小块体后期的拼接复原。

A Rock Block Fixing Device for Point Load Test

The invention provides a rock specimen fixing device for point load test, which includes a bearing box for placing rock specimen. The bearing box includes upper plate, lower plate and side plate. The lower plate is connected with the main body of the bearing box through an elastic connector, and the elastic force of the elastic connector is greater than the sum of the gravity of the rock specimen and the lower plate, so that when the rock specimen is put into the bearing box, the rock specimen can be bulleted. The elastic force of the connector moves upward with the lower plate until it eventually counteracts the upper conical indenter, thus fixing the rock specimen. In the process of point load test, the method eliminates the hidden danger of safety, improves the convenience of operation and saves manpower. The upper and side plates of the load-bearing box play a splash-proof role to the rock specimen and enhance the safety of the test. At the same time, the possibility of collapse and long-distance movement of the small block formed after the rock specimen splitting is eliminated, which facilitates the later splicing and restoration of the small block.

【技术实现步骤摘要】
一种用于点荷载试验的岩石试块固定装置
本专利技术涉及点荷载试验设备，尤其是一种用于点荷载试验的岩石试块固定装置。
技术介绍
为了得到岩石的单轴抗压强度，一般需要将岩石加工成标准岩石试样，在室内采用压力机对岩石试样进行抗压试验。加工标准岩石试样的过程难免会对原始岩石造成二次破坏，例如：破坏了岩石本身内部细微构造，从而一定程度上影响了试验结果的准确性。而点荷载试验不需要对原始岩石进行加工就可以对岩石试块进行试验，具备一定的优势。点荷载试验被广泛应用到各个工程领域，例如：矿山工程、土木工程及地质工程等。点荷载试验相比较室内岩石力学试验，具有便携性、快速性、低廉性等特点。点荷载试验过程中，采用点荷载试验仪完成岩石试块的强度测定，主要有底座、手摇液压泵、锥形压头、以及固定杆等部件组成。在工作现场，选取要测定的岩石试块，放在点荷载试验仪的上下两个加压锥形头之间，手摇液压千斤顶压杆直至岩石试块破坏后，停止加压(即停止操作压杆)。现有的点荷载试验仪存在以下缺陷：1、岩石试块在试验前靠人工手持定位，用手抓持岩石试样并送至靠近上锥形压头底部的位置，由于上锥形压头不能保持试块的稳定，需要下部锥形压头压到岩石试块时，使试块不动后才能够松手，一方面，锥头容易压到手，存在较大安全隐患；另一方面，在下部锥形压头压到岩石试块之前，一只手固定住岩石试块不能松开，而另一只手需要操作液压千斤顶压杆使下部锥形头上升，具有很大的不便捷性。2、将岩石试块固定后，继续手摇液压千斤顶直至试块压坏后，停止加压。这个过程，岩石试块由于受到压力，容易产生崩裂，加压后的岩石试块具备了能量，岩石试块碎屑会向四周飞溅，一方面极容易伤害到试验操作人员；另一方面，崩裂的岩石试块飞溅至四周后，各分裂后的块体位置发生变化，较难找到分裂后的块体在试验前的整体试块上的原始位置，尤其是对于本身脆性较大的岩石，崩裂后产生的小块体数量多，很难对试验后的破碎小块体进行拼接复原，进而不能针对崩裂后的岩石试块的形态、裂纹破坏等情况与试验前的整体试块进行对比分析，影响研究工作的开展。专利CN201320808075.3公开了一种带径向夹持的点荷载试验装置，它包括用于加荷的液压式压力试验机和与压力试验机配套使用的试件夹持装置以及上、下加荷锥；试件夹持装置结构是：在液压式压力试验机的液压油缸柱头的中心轴上设有高度能调的垫柱，垫柱上设有垫板；垫板两端对称设有能上下调节的左、右纵向杆；在左、右纵向杆上的对称位置分别设有能水平推拉的横向杆，两根横向杆的内端头分别设有弧形的弹性夹持垫，要求两个夹持垫的弧形对应。该专利主要是设计了一种径向夹持装置，在一定程度上达到了安全测试的目的，但专利CN201320808075.3仍存在以下几点不足之处：1、结构复杂，操作繁琐。使用专利CN201320808075.3公开的夹持装置最少需要前后左右4个连接杆才能达到固定岩石试块的目的，结构较为复杂；且为了夹持一个岩石试块可能需要调节4次垫板连接杆，且左右都要调节，如果调节位置不合适，还会对试验结果造成影响。一般点荷载试验会开展成百上千次岩石试块试验，每次试验都要调整垫板连接杆，这就无形中增加了试验时间。2、安全性不高。专利CN201320808075.3仅仅在岩石试块左右两边设置了夹持装置，没有在岩石试块前后两侧设置夹持装置，但岩石试块在被锥形头加压的过程中，其破坏后向四周飞溅，崩落方向具有很大的不确定性，所以岩石试块破坏后该装置并不能完全防止破碎后的块石从前后两侧方向崩落伤人，尤其对于脆性较大的岩石试块。3、影响测试结果。专利CN201320808075.3公开的夹持装置中的夹持垫从左右方向上夹紧岩石试块，但夹持垫对岩石试块的夹紧力难以准确评估和控制，在试验过程中夹持垫对岩石试块的夹紧力无形中就给岩石试块施加了一个围压，此时该实验装置测的力学参数不是单轴抗压强度，而是在一定围压作用下的强度。因此，现有技术中仍然需要一种方案，来解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种用于点荷载试验的岩石试块固定装置，以解决
技术介绍
中提出的问题。一种用于点荷载试验的岩石试块固定装置，包括用于放置岩石试块4的承载盒1及用于支撑连接承载盒的连接部件3，所述连接部件一端与所述承载盒连接，另一端与点荷载试验仪的支撑架连接，所述承载盒包括上板11、下板12与侧板13，所述上板与侧板构成承载盒主体，上板位于靠近上锥形压头28底部的位置，承载盒主体作为固定部分与连接部件3连接，下板作为活动部分通过弹性连接件14与承载盒主体连接，所述上板上于对应上锥形压头的位置设置有可供上锥形压头28向下伸入承载盒内部的通孔一15，所述下板上于对应下锥形压头的位置设置有可供下锥形压头27向上伸入承载盒内部的通孔二16，所述弹性连接件的弹力方向沿上下方向设置，所述弹性连接件的弹力大于岩石试块与下板的重力之和，使得将岩石试块放置于下板上的通孔二的位置处且对准上锥形压头之后，岩石试块可在弹性连接件的弹力作用下随下板向上移动至最终与上锥形压头相抵，从而使岩石试块被固定。弹性连接件的弹力不需要过大，只需刚刚能将岩石试块向上托起，既可以固定岩石试块，又不会影响测试结果。在做点荷载试验时，所述上板的位置设置为高于上锥形压头底部，高出的高度大于或等于岩石试块与上锥形压头接触处的凹陷深度，亦即上锥形压头底部经通孔一伸入承载盒中，以使得表面凹陷的岩石试块在试验过程中始终位于上板下方，起到良好的防崩溅效果。所述承载盒为矩形盒，弹性连接件对称分布在承载盒的四个角，每个角至少设置一根，一起对岩石试块提供均衡的支撑力。所述弹性连接件采用弹簧，弹簧上端与承载盒主体部分的上板连接，弹簧下端与下板连接。所述侧板的顶边与上板边缘固定在一起，侧板的高度h小于岩石试块沿上下锥形压头轴向方向的高度尺寸H，防止在岩石试块与上锥形压头相抵前，侧板底边与下板发生干涉而影响岩石试块的定位，同时又防止岩石试块裂开后形成的小块体完全散开，有助于后期的拼接复原工作。所述侧板的高度h大于或等于岩石试块沿上下锥形压头轴向方向的高度尺寸H的1/2，以使侧板在岩石试块外围形成足够的防溅遮挡区域。所述通孔一与通孔二均为圆孔，通孔一与通孔二的圆心均位于上下锥形压头的轴心线上，通孔一孔径大于上锥形压头的直径1～3mm，通孔二的孔径大于下锥形压头的直径1～3mm，以防止通孔一、通孔二的边缘与上下锥形压头侧壁干涉，将通孔一与通孔二的尺寸设置成合适的大小，又可使上板在岩石试块上方形成足够的防溅遮挡区域，使下板对岩石试块提供足够稳定的支撑面积。通孔一与通孔二的孔径不能过小，也不能过大，过小会与上下锥形压头干涉，过大又会影响岩石试块的放置与固定，由于试验过程中选取的岩石试块的尺寸一般会大于上下锥形压头的直径，将通孔一与通孔二的尺寸设置成比上下锥形压头的尺寸大1～3mm，基本上能保证岩石试块的尺寸大于通孔一与通孔二的尺寸。所述连接部件与点荷载试验仪支撑架的连接为可拆卸的连接，如螺栓连接或卡扣连接，以使得连接部件与承载盒的安装位置可以根据需要进行调整。所述连接部件为连接杆，且连接杆为对称设置在承载盒两侧的两根，所述连接杆优选为Y形连接杆，每根连接杆上有两个连接点与所述承载盒主体连接，而另一个连接点与所述点荷载试验仪的支撑架本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于点荷载试验的岩石试块固定装置，其特征在于，包括用于放置岩石试块(4)的承载盒(1)及用于支撑连接承载盒的连接部件(3)，所述连接部件一端与所述承载盒连接，另一端与点荷载试验仪的支撑架连接，所述承载盒包括上板(11)、下板(12)与侧板(13)，所述上板与侧板构成承载盒主体，承载盒主体与连接部件连接，下板通过弹性连接件(14)与承载盒主体连接，所述上板上于对应上锥形压头的位置设置有可供上锥形压头(28)向下伸入承载盒内部的通孔一(15)，所述下板上于对应下锥形压头的位置设置有可供下锥形压头(27)向上伸入承载盒内部的通孔二(16)，所述弹性连接件的弹力大于岩石试块与下板的重力之和，使得将岩石试块放置于下板上的通孔二的位置处且对准上锥形压头之后，岩石试块可在弹性连接件的弹力作用下随下板向上移动至最终与上锥形压头相抵，从而使岩石试块被固定。

【技术特征摘要】
1.一种用于点荷载试验的岩石试块固定装置，其特征在于，包括用于放置岩石试块(4)的承载盒(1)及用于支撑连接承载盒的连接部件(3)，所述连接部件一端与所述承载盒连接，另一端与点荷载试验仪的支撑架连接，所述承载盒包括上板(11)、下板(12)与侧板(13)，所述上板与侧板构成承载盒主体，承载盒主体与连接部件连接，下板通过弹性连接件(14)与承载盒主体连接，所述上板上于对应上锥形压头的位置设置有可供上锥形压头(28)向下伸入承载盒内部的通孔一(15)，所述下板上于对应下锥形压头的位置设置有可供下锥形压头(27)向上伸入承载盒内部的通孔二(16)，所述弹性连接件的弹力大于岩石试块与下板的重力之和，使得将岩石试块放置于下板上的通孔二的位置处且对准上锥形压头之后，岩石试块可在弹性连接件的弹力作用下随下板向上移动至最终与上锥形压头相抵，从而使岩石试块被固定。2.根据权利要求1所述的一种用于点荷载试验的岩石试块固定装置，其特征在于，所述上板位于靠近上锥形压头(28)底部的位置，在做点荷载试验时，所述上板的位置设置为高于上锥形压头底部。3.根据权利要求1所述的一种用于点荷载试验的岩石试块固定装置，其特征在于，所述弹性连接件采用弹簧，弹簧上端与承载盒主体部分的上板连接，弹簧下端与下板连接。4.根据权利要求1所述的一种用于点荷载试验的岩石试块固定装置，其特征在于，所述弹性连接件的弹力方向沿上下方向设置，所述承载盒为矩形盒，弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞飞，邹平，孟中华，李爱兵，刘正宇，虎万杰，马增，
申请(专利权)人：长沙矿山研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43