一种均布荷载作用下岩石弯曲强度测试仪制造技术

本发明专利技术涉及岩石类材料力学性能研究领域，具体公开了一种均布荷载作用下岩石弯曲强度测试仪，包括底盘、顶盘、柔性体、加压器及连接件；所述底盘的顶部设有两平行的用于支撑岩石试件的支板，所述顶盘平行设在底盘正上方且二者通过连接件相连接，所述柔性体位于底盘与顶盘之间，所述柔性体可在加压器的作用下朝底盘方向膨胀且对其与底盘之间的岩石试件施加均布荷载。本发明专利技术更贴近工程实际，提高测量结果准确度，同时具备结构简单、便于携带的特点，以降低测试难度，提高可操作性。

【技术实现步骤摘要】
一种均布荷载作用下岩石弯曲强度测试仪
本专利技术涉及岩石类材料力学性能研究领域，尤其涉及一种均布荷载作用下岩石弯曲强度测试仪。
技术介绍
层状岩体在自然界中普遍存在，在我国西南地区大型水电工程中广泛存在薄层状岩体边坡弯曲倾倒破坏现象及地下硐室开挖卸荷围岩弯折鼓出破坏现象，这些岩体弯曲破坏机理较单纯的压应力或拉应力作用下破坏机理复杂的多，因此，岩石弯曲强度是这些工程建设中必须明确的基本岩体力学参数之一；然而，以往的岩石弯曲强度测定试验多为三点弯试验、四点弯试验等集中荷载作用下的弯曲试验方法，并未合理考虑层状岩体岩层面与面之间的荷载作用，不贴近工程实际，其测量结果准确度不足；而且，现有的强度测试仪结构复杂、需要固定在特定位置，不便于携带，测试难度高、可操作性低。因此，为解决上述问题，就需要一种均布荷载作用下岩石弯曲强度测试仪，其更贴近工程实际，提高测量结果准确度，同时具备结构简单、便于携带的特点，以降低测试难度，提高可操作性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种均布荷载作用下岩石弯曲强度测试仪，其更贴近工程实际，提高测量结果准确度，同时具备结构简单、便于携带的特点，以降低测试难度，提高可操作性。为实现上述目的，本专利技术提供了一种均布荷载作用下岩石弯曲强度测试仪，其包括底盘、顶盘、柔性体、加压器及连接件；所述底盘的顶部设有两平行的用于支撑岩石试件的支板，所述顶盘平行设在底盘正上方且二者通过连接件相连接，所述柔性体位于底盘与顶盘之间，所述柔性体可在加压器的作用下朝底盘方向膨胀且对其与底盘之间的岩石试件施加均布荷载。作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述顶盘的底面部分凹陷并形成加压腔，所述柔性体固定连接在顶盘底面并密封闭合加压腔开口部，所述加压器通过加压腔作用于柔性体。作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述柔性体为橡胶片结构。作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述柔性体以粘贴方式连接在顶盘底面。作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述岩石试件为矩形截面扁梁式结构；所述加压腔的横截面呈矩形，且所述加压腔的长度与两支板的间距相同、宽度与岩石试件的宽度相同。作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述加压腔内储存有气体或者液体，所述加压器为加压泵结构，所述加压腔通过连通管与加压器相连接。作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述连接件为螺栓结构，所述连接件垂直穿过顶盘后穿入底盘的螺孔中并螺纹连接。作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述支板一体设于底盘。作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述螺孔设于支板。作为对本专利技术技术方案的进一步改进，所述支板为上凸的弧形结构。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益技术效果：本专利技术提供的一种均布荷载作用下岩石弯曲强度测试仪，使用时将岩石试件放置在支板上，通过连接件调整顶盘与底盘之间的相对距离，使得岩石试件的上表面与柔性体的下表面接触，然后启动加压器，使得柔性体膨胀并对岩石试件施加逐渐增大的均布荷载，直到试件发生断裂时记录数据并关闭加压器，计算出岩石试件的弯曲抗拉强度后即完成测试；由此可知，岩石试件受力过程更贴近工程实际，有利于提高测量结果的准确度，其测定抗拉强度与直接拉伸试验相比，制样和试验难度较低且成功率高，具有广泛的应用前景；同时由于顶盘与底盘之间通过连接件相连，具有相对距离可调节的优点，适应了不同厚度岩石试件的要求，并且在岩石试件在受到柔性体下压作用力时通过连接件的牵拉作用使得底盘支板对柔性体形成反向支撑，提高了测试仪的自平衡度，底盘无需固定在地面，并通过加压器取代了现有的压力加载机，使得测试器整体具备结构简单、便于携带的特点，从而降低了测试难度，提高了测试可操作性。附图说明图1为本专利技术的结构主视图；图2为本专利技术的结构左视图图3为本专利技术的岩石试件受力示意图。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明；当然，附图为简化后的示意图，其比例大小并不构成对专利产品的限制。实施例如图1至图3所示：本实施例提供了一种均布荷载作用下岩石弯曲强度测试仪，其包括底盘1、顶盘2、柔性体3、加压器4及连接件5；所述底盘1的顶部设有两平行的用于支撑岩石试件6的支板7，所述顶盘2平行设在底盘1正上方且二者通过连接件5相连接，所述柔性体3位于底盘1与顶盘2之间，所述柔性体3可在加压器4的作用下朝底盘1方向膨胀且对其与底盘1之间的岩石试件6施加均布荷载。底盘1、顶盘2均可为金属结构或者其他硬质结构，二者平行设置。两支板7左右并列设置，上、下、左、右以图1所示方向为准；当底盘1为矩形体时，两支板7分别设于底盘1的两条宽边上；优选地，所述支板7一体设于底盘1，以便于加工成型；同时所述支板7可为上凸的弧形结构，例如优选为纵截面为半圆形的结构，以与岩石试件6的底面形成线接触。岩石试件6均加工成矩形截面扁梁式结构，例如其长度为l、宽度为b、厚度为h。此时，两支板7的间距即岩石试件6的跨径则为s。本实施例中，所述顶盘2的底面部分凹陷并形成加压腔8，所述柔性体3固定连接在顶盘2底面并密封闭合加压腔8开口部，所述加压器4通过加压腔8作用于柔性体3；加压腔8通过在顶盘2的底面加工形成，便于加工成型，且加压腔8本身不发生形变，使得测试过程更可控；加压腔8内可储存有气体或者液体，此时所述加压器4为加压泵结构(气压泵或者液压泵)，通过加压器4的气压作用或者液压作用增大加压腔8的压力，使得柔性体3受压而膨胀；所述加压腔8可通过连通管9与加压器4相连接，连通管9例如可为柔性管结构，其穿过顶盘2而与加压器4相连。本实施例中，所述柔性体3为橡胶片结构，所述柔性体3通过高强度结构胶以粘贴方式连接在顶盘2底面；柔性体3的表面积大于加压腔8开口部面积，以密封加压腔8。所述加压腔8的横截面呈矩形，且所述加压腔8的长度与两支板7的间距s相同、宽度与岩石试件6的宽度b相同。使用时将岩石试件6放置在支板7上，通过连接件5调整顶盘2与底盘1之间的相对距离，使得岩石试件6的上表面与柔性体3的下表面接触，然后启动加压器4，使得柔性体3膨胀并对岩石试件6施加逐渐增大的均布荷载，直到试件发生断裂时记录数据-即峰值均布荷载q-并关闭加压器4，计算出岩石试件6的弯曲抗拉强度σ后即完成测试。图3所示即为测试时岩石试件6的受力情况，其中箭头表示受力方向。计算依据为：弯曲抗拉强度σ＝3qs2/4h2。本实施例中，所述连接件5优选为螺栓结构，所述连接件5垂直穿过顶盘2后穿入底盘1的螺孔中并螺纹连接；例如可设置四颗螺栓，分别对应于顶盘2的四个边角设置，且螺栓位于岩石试件6外侧；用螺栓连接底盘1与顶盘2时，注意拧螺栓时使螺栓头刚好触碰到顶盘2上表面为止，勿拧得过紧而产生预拉力。螺孔的数量与螺栓对应；作为优选，所述螺孔设于支板7，以在测试时对岩石试件6产生支撑力。由本实施例的记载可知，岩石试件6受力过程更贴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种均布荷载作用下岩石弯曲强度测试仪，其特征在于：包括底盘、顶盘、柔性体、加压器及连接件；所述底盘的顶部设有两平行的用于支撑岩石试件的支板，所述顶盘平行设在底盘正上方且二者通过连接件相连接，所述柔性体位于底盘与顶盘之间，所述柔性体可在加压器的作用下朝底盘方向膨胀且对其与底盘之间的岩石试件施加均布荷载。/n

【技术特征摘要】
1.一种均布荷载作用下岩石弯曲强度测试仪，其特征在于：包括底盘、顶盘、柔性体、加压器及连接件；所述底盘的顶部设有两平行的用于支撑岩石试件的支板，所述顶盘平行设在底盘正上方且二者通过连接件相连接，所述柔性体位于底盘与顶盘之间，所述柔性体可在加压器的作用下朝底盘方向膨胀且对其与底盘之间的岩石试件施加均布荷载。


2.根据权利要求1所述的一种均布荷载作用下岩石弯曲强度测试仪，其特征在于：所述顶盘的底面部分凹陷并形成加压腔，所述柔性体固定连接在顶盘底面并密封闭合加压腔开口部，所述加压器通过加压腔作用于柔性体。


3.根据权利要求2所述的一种均布荷载作用下岩石弯曲强度测试仪，其特征在于：所述柔性体为橡胶片结构。


4.根据权利要求3所述的一种均布荷载作用下岩石弯曲强度测试仪，其特征在于：所述柔性体以粘贴方式连接在顶盘底面。


5.根据权利要求2所述的一种均布荷载作用下岩石弯曲强度测试仪，...

【专利技术属性】
技术研发人员：岑夺丰，刘畅，黄达，常达，钟助，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12