本实用新型专利技术公开了一种适用于所有压力试验机的岩石直接拉伸试验装置，包括支撑架，所述支撑架的顶部固定设置有顶板，所述顶板的上方设置有受力板，所述受力板上设置有多根竖直的传力杆，所述传力杆竖直贯穿顶板并与顶板滑动配合，且所述传力杆的下端设置有拉伸底座，所述拉伸底座上设置有与拉伸底座滑动配合的下部球形头夹持器，所述下部球形头夹持器的顶部设置有下部夹持盲槽，所述顶板上设置有与顶板滑动配合的上部球形头夹持器，所述上部球形头夹持器的底部设置有上部夹持盲槽，所述上部夹持盲槽的中心线与下部夹持盲槽的中心线重合。本实用新型专利技术在保证测试准确性的同时降低了设备成本，简化了试验操作，可实现多种条件下的岩石拉伸试验。的岩石拉伸试验。的岩石拉伸试验。
【技术实现步骤摘要】
适用于所有压力试验机的岩石直接拉伸试验装置
[0001]本技术属于岩石直接拉伸试验
，尤其是一种适用于所有压力试验机的岩石直接拉伸试验装置。
技术介绍
[0002]岩石的抗压、抗拉、抗剪等3大类力学参数的测试，是所有岩石工程建设中均不可缺少的。对岩石试样进行拉伸试验是了解岩石承受拉荷载能力的重要手段，岩石的抗拉强度值作为工程建设中的基础力学参数之一，对工程设计计算十分重要。目前用于岩石的抗拉强度值测定的方法主要有间接拉伸法和直接拉伸法2种。
[0003]间接拉伸法又称为巴西劈裂法，因为操作简便，普适性性广，在所有常规材料压缩力学试验机上均可完成，该方法也是国家标准《工程岩体试验方法标准》中唯一推荐的测试方法。虽然巴西劈裂法是ISRM和《工程岩体试验方法标准》中都普遍推荐的测试方法，但具体测试方法又不尽相同，又可分为直接加载法、垫条法、弧形加载法。
[0004]《工程岩体试验方法标准》中推荐的方法是在试件和压头之间添加金属垫条，对于软岩则在试件和压头间添加软木垫，虽然是为了保证压头传递到试件端部的是线性集中荷载，但仍未解决脆性岩石端部易碎的问题，且研究表明该方法所得岩石抗拉强度偏小。
[0005]ISRM中推荐将压头和试件接触处设置为弧形，虽然该方法保证了试件端部为弧形受压区，在一定程度上降低了试件端部破碎的风险，但该方法要求压头弧度需与样品尺寸匹配，不仅普适性不高，而且会导致所得抗拉强度偏高。虽然该方法操作简单，在所有材料压缩力学试验机上均可开展，但整体而言还存在以下不足：(1)受端部加载区影响，测得的抗拉强度的准确性较低仍是不可回避的问题；(2)在劈裂过程中，难以保证劈裂面一定沿着预定加载面；(3)无法保证劈裂面一定是承载能力最小的破坏面，尤其是对于存在明显层理及缺陷的岩石。故而间接测定所测得的抗拉强度值不能完全反映真实情况。
[0006]为解决间接拉伸测试结果不能完全反映真实情况的难题，直接拉伸方法被用来测试岩石抗拉力学性能。但是，直接拉伸法因为对试验设备拉伸功能具有较高要求，导致无法利用普通压缩力学试验机进行试验而适用性较低。为测试不同条件下岩石的抗拉力学性能，申请人结合国际上最先进的MTS815岩石力学试验系统的直接拉伸功能，解决了测试中存在的部分难题，分别获得了ZL200610022224.8、US7624647B2、ZL201510068200.5、ZL201510068186.9、US9488560B2、US9488559B2等多项技术专利授权。然而，对于直接拉伸法岩石力学性能测试，仍存在以下不足：(1)对力学测试设备的性能要求高，在常规材料试验机开展，故而推广普适性较低；(2)利用MTS815试验机进行直接拉伸试验，在试验过程中的拆卸组装加载部件非常繁琐，需要多人协同完成，整个过程费时费力；(3)需拆卸组装的加载部件均为钢材模块，体积大、重量重，拆装过程存在导致设备损坏或人员受伤的严重安全隐患；(4)直接拉伸的安装测试过程较为繁琐，需要至少2人配合完成，仍需耗费大量人工；(5)测试中因需要使用多个加载垫块堆砌及2个长的加载链条分别与岩石2拉伸端部连接，导致易出现偏心拉伸力而影响测试结果；(6)目前均无法实现三轴侧向压缩应力下的
岩石直接拉伸试验，也无法实现两个轴向直接施加压缩应力下的岩石直接拉伸试验。
技术实现思路
[0007]本技术的目的在于提供一种岩石拉伸试验装置，可以保证沿着试样承载力最低的部位发生破坏，保证测量准确性的同时降低试验成本，并且可用于三轴侧向压缩应力下的岩石拉伸试验以及两个轴向直接施加压缩应力下的岩石拉伸试验。
[0008]本技术的目的是这样实现的：岩石拉伸试验装置，包括支撑架，所述支撑架的顶部固定设置有顶板，所述顶板的上方设置有受力板，所述受力板上设置有多根竖直的传力杆，所述传力杆竖直贯穿顶板并与顶板滑动配合，且所述传力杆的下端设置有拉伸底座，所述拉伸底座上设置有与拉伸底座滑动配合的下部球形头夹持器，所述下部球形头夹持器的顶部设置有下部夹持盲槽，所述顶板上设置有与顶板滑动配合的上部球形头夹持器，所述上部球形头夹持器的底部设置有上部夹持盲槽，所述上部夹持盲槽的中心线与下部夹持盲槽的中心线重合。
[0009]进一步地，所述支撑架包括底座和竖直设置在底座上的多根立柱，所述顶板通过第一固定螺母固定于立柱的上部。
[0010]进一步地，所述底座和顶板均呈圆角三角形，所述立柱为三根。
[0011]进一步地，所述受力板和拉伸底座呈圆角三角形，所述传力杆为三根。
[0012]进一步地，所述拉伸底座通过第二固定螺母固定于传力杆的下端。
[0013]进一步地，所述传力杆的下端设置有水平的连接杆，所述拉伸底座的侧壁设置有嵌入孔，所述连接杆与嵌入孔插接连接。
[0014]进一步地，所述拉伸底座的边缘设置有连接槽口，所述传力杆的下端设置有与连接槽口配合的连接块，所述连接块位于连接槽口内并与拉伸底座可拆卸连接。
[0015]进一步地，所述上部夹持盲槽与下部夹持盲槽为圆形孔或者矩形孔。
[0016]本技术的有益效果是：1、本技术只需要有常规材料试验机即可开展岩石拉伸试验，无需增设单独的拉伸试验设备，普适性广，克服了传统直接拉伸法设备成本高的缺陷。
[0017]2、本技术采用了压转拉的直接拉伸方法，可保证沿着试样承载力最低的部位发生破坏，克服了传统间接拉伸法准确性低的缺陷。
[0018]3、装置的结构简单，主要由钢结构组成，与同类拉伸试验设备相比，成本低廉；体积小，重量轻，便于移动；操作方便省力，一个人即可开展试验，降低了使用成本；避免因拆装沉重的加载部件可能导致设备意外损坏和操作人员人身安全等事故，安全性高；拉伸结构紧凑，避免了多个部件叠加可能存在的偏心受力问题。
[0019]4、由于本技术结构紧凑，体积较小，可置于现有三轴试验机压力室内部，解决了岩石直接拉伸测试不能在三轴侧向应力下开展的难题。
[0020]5、本技术采用支架式压转拉装置，解决了岩石直接拉伸测试不能在两个加载轴方向直接施加压缩应力下开展的难题，可直接与现有的真三向加载试验机配合使用，完成两个加载轴方向直接施加压缩应力下的岩石拉伸试验。
附图说明
[0021]图1是实施例一的俯视示意图；
[0022]图2是图1的I
‑
I的剖视示意图；
[0023]图3实施例二的主视示意图；
[0024]图4实施例三的主视示意图；
[0025]附图标记：1—底座；2—立柱；3—顶板；4—第一固定螺母；5—受力板；6—传力杆；7—拉伸底座；8—第二固定螺母；9—下部球形头夹持器；10—油压保护热缩膜；11—上部球形头夹持器；12—试样。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。
[0027]实施例一
[0028]如图1和图2所示，本技术的适用于所有压力试验机的岩石本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.适用于所有压力试验机的岩石直接拉伸试验装置，其特征在于：包括支撑架，所述支撑架的顶部固定设置有顶板(3)，所述顶板(3)的上方设置有受力板(5)，所述受力板(5)上设置有多根竖直的传力杆(6)，所述传力杆(6)竖直贯穿顶板(3)并与顶板(3)滑动配合，且所述传力杆(6)的下端设置有拉伸底座(7)，所述拉伸底座(7)上设置有与拉伸底座(7)滑动配合的下部球形头夹持器(9)，所述下部球形头夹持器(9)的顶部设置有下部夹持盲槽，所述顶板(3)上设置有与顶板(3)滑动配合的上部球形头夹持器(11)，所述上部球形头夹持器(11)的底部设置有上部夹持盲槽，所述上部夹持盲槽的中心线与下部夹持盲槽的中心线重合。2.根据权利要求1所述的适用于所有压力试验机的岩石直接拉伸试验装置，其特征在于：所述支撑架包括底座(1)和竖直设置在底座(1)上的多根立柱(2)，所述顶板(3)通过第一固定螺母(4)固定于立柱(2)的上部。3.根据权利要求2所述的适用于所有压力试验机的岩石直接拉伸试验装置，其特征在于：所述底座(1)和...
【专利技术属性】
技术研发人员：何鑫，刘建锋，唐一帆，代晶晶，梁超，徐邓，林浩，杨建雄，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：新型
国别省市：
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