一种环形岩芯静动态直接拉伸强度测试装置及测试方法，装置：带有固定导轨的两个固定承载台左右相间隔的固定连接在底部支撑座上端的左部和右部；压拉转载机构由滑动承载台、转载块和加载单元组成；滑动承载台下端开设有滑槽；转载块里端设置有导向斜面；加载单元由条形连接块和半圆形的加载头组成；楔形加载块下端左侧和右侧开设有加载斜面，其下端设置在两个转载块的上端之间。方法：将取得的岩芯加工成环形岩芯；固定测试装置；施加荷载进行测试，记录数据。该装置结构合理，操作方便，能够真实的反应岩石的抗拉强度，可有效提高测量结果的精确性。该方法步骤简单、操作简单，可以有效的对岩样进行水平方向上的直接拉伸抗拉强度测试。度测试。度测试。
【技术实现步骤摘要】
一种环形岩芯静动态直接拉伸强度测试装置及测试方法
[0001]本专利技术涉及岩石力学
，具体涉及一种环形岩芯静动态直接拉伸强度测试装置及测试方法。
技术介绍
[0002]岩石在各种加载条件下(压缩、拉伸和剪切)的强度确定是岩石力学中的主要问题之一。由于岩石材料的抗拉强度与抗压强度相比非常低，大多数岩石甚至类岩石材料往往更容易受到拉伸破坏。因此，岩石抗拉强度是岩体工程稳定性评价、隧道掘进机设计和水力压裂施工等工程中的一个重要参数。岩石抗拉强度的评估需要一个合适的样品和测试程序。目前，已有的抗拉强度测试的方法可以分为间接测试法和直接测试法。
[0003]间接测试法主要包括巴西劈裂法、圆环压缩劈裂法、三点弯曲法和四点弯曲法，所用的测试岩样一般需要加工成圆盘形、圆环形和长条形。巴西劈裂法是国际岩石力学学会推荐的方法，是目前应用最广的一种抗拉强度测试方法，测试过程中将加工的圆盘状试件横置于两块条形或弧形加载板中间，然后施加荷载使试件受压沿中心产生劈裂破坏，从而得到其抗拉强度。三点或四点弯曲拉伸测试则是将矩形断面的长条形试样置于弯曲装置上，调整好跨距后进行加载，使试样在梁的下边缘受拉伸而断裂。无论采用哪一种间接抗拉强度试验，岩石的抗拉强度值均是通过试验得到的劈裂断裂载荷来间接获得的，由于施加压缩荷载在试样的某些区域产生拉应力，试样一般是沿诱导拉应力最大的区域发生分裂而非沿承载能力最小的部位破坏，因此，所获得的抗拉强度值与实际抗拉强度存在一定的偏差。
[0004]与上述间接测试方法不同，直接拉伸测试是一种直接测量岩石抗拉强度的方法，在拉伸过程中被测试样处于纯拉伸应力作用，能够保证试件沿承载能力最薄弱的部位发生破断，从而能够在测试过程中真实的反应岩石的抗拉强度，获得的测量结果较间接测试法更为准确。常用的直接测试法主要包括粘结法和夹持法，均需将岩石先制成的圆柱形或哑铃形试样，测试时将试件的两端通过粘结或夹持的方式与夹具固定，然后通过拉伸夹具使试件发生破裂来确定相应的抗拉强度值。然而，粘结法或夹持法在实际测试中存在困难，容易在粘结处发生脱粘或在夹持处由于应力集中而发生夹持破坏，同时在测试过程中还需要消除偏心加载的影响，极大的限制了直接测试方法的实际应用和推广。
[0005]综上所述，目前亟需一种结构简单、操作方便，且能够适用于常规岩石力学试验机的直接拉伸测试装置，以能通过直接拉伸的方式更准确的获取岩石的抗拉强度参数。
技术实现思路
[0006]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种环形岩芯静动态直接拉伸强度测试装置及测试方法，该装置结构合理，操作方便，能通过直接拉伸的方式更准确的获取岩石的抗拉强度参数，可真实的反应岩石的抗拉强度，并能有效提高测量结果的精确性；该方法步骤简单、操作简单，可以有效的对岩样进行水平方向上的抗拉强度进行直接测试，能够更
准确的获取岩石的抗拉强度参数。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种环形岩芯静动态直接拉伸强度测试装置，包括底部支撑座、固定承载台、压拉转载机构和楔形加载块；所述底部支撑座的长度方向沿左右方向延伸；
[0008]所述固定承载台水平的设置，其上端固定连接有左右方向延伸的固定导轨；两个固定承载台左右相间隔的固定连接在底部支撑座上端的左部和右部；
[0009]所述压拉转载机构的数量为两个，压拉转载机构由滑动承载台、转载块和加载单元组成；所述滑动承载台水平的设置，其下端开设有左右方向延伸的滑槽；所述转载块固定连接在滑动承载台里端的上部，其里端设置有外高里低的导向斜面；所述加载单元由条形连接块和半圆形的加载头组成；所述条形连接块的前端固定连接在转载块里端的后端面上；所述加载头的里端与条形连接块的后端固定连接；两个压拉转载机构左右相对的设置在两个固定承载台的上方，且滑动承载台通过滑槽滑动的套装在固定导轨上，以实现压拉转载机构与固定承载台在左右方向上的滑动配合；两个压拉转载机构滑动到相接触的状态时，两个加载头形成一个圆形的加载环；
[0010]所述楔形加载块的上端为平面结构，其下端左侧和右侧相对称的开设有外高里低的两个加载斜面；楔形加载块的下端设置在两个转载块的上端之间，且两侧的加载斜面分别与两个转载块的导向斜面滑动配合。
[0011]作为一种优选，所述底部支撑座由支撑底板、两块支撑顶板和两个立式支架组成，两块支撑顶板左右相对的设置在支撑底板上方的左部和右部；两个立式支架对应的设置在两个支撑顶板的下方，且立式支架的上端与支撑顶板的下端面固定连接，立式支架的下端与支撑底板的上端面固定连接；支撑底板上端的中部在两个立式支架之间固定连接有限位块，所述限位块的高度低于立式支架的高度。
[0012]进一步，为了方便装配和分离，所述支撑底板上于周边开设有与压力试验机平台相匹配的螺栓孔一；支撑顶板上开设有多个螺栓孔二；所述固定承载台上开设有多个螺栓孔三，且通过穿设于螺栓孔三和螺栓孔二中的连接螺栓一与底部支撑座固定连接。
[0013]进一步，为了方便装配和分离，所述滑动承载台上开设有多个螺栓四；所述转载块上开设有多个螺栓孔五，并通过穿设于螺栓孔四和螺栓孔五中的连接螺栓二与滑动承载台固定连接。
[0014]进一步，为了确保压拉转载机构与固定承载台之间滑动配合的稳定性和可靠性，所述固定导轨和滑槽的断面均呈燕尾形。
[0015]进一步，为了保证可靠的连接强度，所述条形连接块的后端延伸到加载头内弧面的后端，且条形连接块的后端固定连接在加载头的内弧面中部。
[0016]作为一种优选，所述条形连接块和加载头为一体式结构。
[0017]进一步，为了能够在测试的过程中，能够平缓的施加竖向荷载，所述导向斜面和加载斜面的倾斜角度相一致。
[0018]本专利技术中，通过底部支撑座的设置，可以为测试装置提供稳定可靠的支撑；在底部支撑座的上端固定连接带有固定导轨的固定承载台，并在压拉转载机构中滑动承载台的底部开设有与固定导轨相配合的滑槽，可以实现压拉转载机构与固定承载台在左右方向上的横向滑移；通过在压拉转载机构中转载台的里端开设有导向斜面，可以在两个压拉转载机
构之间形成楔形凹槽，同时，使楔形加载块下端的两侧开设有加载斜面，可以使施加于楔形加载块顶部的竖向荷载转化为横向作用于两个压拉转载机构的横向荷载，这样，便能将作用于楔形加载块顶部的压缩荷载转换为作用于环形岩芯内表面的一对拉伸荷载，从而不需采用粘结或夹持的方式即可以对岩样施加纯拉伸荷载，避免了现有直接拉伸测试方法中易在粘结处发生粘结破坏或在夹持处由于应力集中发生夹持破坏而导致试验失败的情况发生，同时本专利技术中由于拉伸荷载是通过与待测环形岩芯内表面相匹配的环形加载头进行施加，避免了粘结或夹持法直接拉伸测试中偏心拉伸的问题。此外，由于本专利技术仅需试验机提供压缩荷载，对测试设备要求较低，试验机不需要具备拉伸功能，能够广泛适用于各种规格的万能试验机，即可实现岩石的静态直接拉伸强度测试。同时，本专利技术还可以安装于落锤试验机中，可以将落锤下落形成的冲击力转换为动态拉伸力，从而还可以获得本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种环形岩芯静动态直接拉伸强度测试装置，包括底部支撑座(1)，所述底部支撑座(1)的长度方向沿左右方向延伸；其特征在于，还包括固定承载台(4)、压拉转载机构(8)和楔形加载块(3)；所述固定承载台(4)水平的设置，其上端固定连接有左右方向延伸的固定导轨(7)；两个固定承载台(4)左右相间隔的固定连接在底部支撑座(1)上端的左部和右部；所述压拉转载机构(8)的数量为两个，压拉转载机构(8)由滑动承载台(9)、转载块(11)和加载单元(12)组成；所述滑动承载台(9)水平的设置，其下端开设有左右方向延伸的滑槽(10)；所述转载块(11)固定连接在滑动承载台(9)里端的上部，其里端设置有外高里低的导向斜面(13)；所述加载单元(12)由条形连接块(14)和半圆形的加载头(15)组成；所述条形连接块(14)的前端固定连接在转载块(11)里端的后端面上；所述加载头(15)的里端与条形连接块(14)的后端固定连接；两个压拉转载机构(8)左右相对的设置在两个固定承载台(4)的上方，且滑动承载台(9)通过滑槽(10)滑动的套装在固定导轨(7)上，以实现压拉转载机构(8)与固定承载台(4)在左右方向上的滑动配合；两个压拉转载机构(8)滑动到相接触的状态时，两个加载头(15)形成一个圆形的加载环；所述楔形加载块(3)的上端为平面结构，其下端左侧和右侧相对称的开设有外高里低的两个加载斜面(16)；楔形加载块(3)的下端设置在两个转载块(11)的上端之间，且两侧的加载斜面(16)分别与两个转载块(11)的导向斜面(13)滑动配合。2.根据权利要求1所述的一种环形岩芯静动态直接拉伸强度测试装置，其特征在于，所述底部支撑座(1)由支撑底板(2)、两块支撑顶板(5)和两个立式支架(6)组成，两块支撑顶板(5)左右相对的设置在支撑底板(2)上方的左部和右部；两个立式支架(6)对应的设置在两个支撑顶板(5)的下方，且立式支架(6)的上端与支撑顶板(5)的下端面固定连接，立式支架(6)的下端与支撑底板(2)的上端面固定连接；支撑底板(2)上端的中部在两个立式支架(6)之间固定连接有限位块(21)，所述限位块(21)的高度低于立式支架(6)的高度。3.根据权利要求1或2所述的一种环形岩芯静动态直接拉伸强度测试装置，其特征在于，所述支撑底板(2)上于周边开设有与压力试验机平台相匹配的螺栓孔一(18)；支撑顶板(5)上开设有多个螺栓孔二(19)；所述固定承载台(4)上开设有多个螺栓孔三(20)，且通过穿设于螺栓孔三(20)和螺栓孔二(19)中的连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：王天佐，王林翔，吴松华，沙鹏，薛飞，
申请(专利权)人：绍兴文理学院，
类型：发明
国别省市：
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