【技术实现步骤摘要】
本申请涉及岩石力学试验的，尤其是涉及一种ct扫描变刚度单轴压缩试验装置及方法。
技术介绍
1、岩石的力学性能测试和破裂形态是矿山等岩体工程的重要研究内容，岩石单轴压缩试验一直受到广大学者的关注。现有多种不同作用类型的单轴压缩机，这些压缩机为岩石的力学性能的研究提供的方便。
2、相关技术可参考公开号为cn114264553a的中国专利，公开了一种非对称荷载单轴压缩试验装置，包括支架，其具有两个以上并列布置、且相互独立的滑动工位；试样夹持机构固定于滑动工位上，且与滑动工位一同沿支架高度方向滑动，用于夹持试样，其数量与滑动工位数量相等；每一个试样夹持机构顶部均具有一个压头，支架上对应压头处设置有压力传感器；每一个滑动工位底部均对应固定一个加压机构，加压机构通过加压机构控制系统控制，用于分别给不同的试样夹持机构加压；压力传感器、加压机构控制系统与测试存储显示设备连接。
3、针对上述现有技术，对于处于地下深部的岩石，岩石的加载体和承载体常常是由不同岩石组成的，不同的岩石其刚度也是不同的，不同岩石对应的加载体刚度是不同的，而现有的单轴压缩试验机的加载刚度通常为恒定值，不能针对不同岩石对刚度加载情况进行快速调节。
技术实现思路
1、为了方便对加载刚度进行调节，本申请提供一种ct扫描变刚度单轴压缩试验装置及方法。
2、第一方面，本申请提供一种ct扫描变刚度单轴压缩试验装置，采用如下的技术方案：
3、一种ct扫描变刚度单轴压缩试验装置，包括支撑架，所述
4、通过采用上述技术方案，将岩石试样通过上夹持器和下夹持器固定在装置中间，根据岩石试样对弧形弹簧进行调整从而改变加载刚度，弧形弹簧采用镂空结构，通过改变弧形弹簧弯曲程度对加载刚度进行调整，启动液压机，千斤顶向下移动对岩石试样施加压力，通过ct扫描检测装置捕捉岩石试样破裂过程图像，在试验过程中，上承压板在承压过程中向下移动，上承压板沿支撑杆长度方向进行移动，提高上承压板移动过程的稳定性，上承压板向下移动过程中，弧形弹簧发生变形，避免刚度改变对岩石试样应力应变曲线的影响。
5、可选的，所述ct扫描检测装置包括x射线发射装置和弧形探测器，所述x射线发射装置和弧形探测器位于岩石试样两侧，所述x射线发射装置用于发射x射线，所述弧形探测器用于捕捉岩石试样的实时破坏面。
6、通过采用上述技术方案，x射线在通过岩石试样的吸收和衰减差异来构建断层图像，探测器接收通过岩石试样的x射线，方便对样品变形图像进行实时捕捉采集。
7、可选的，所述上承压板与下承压板之间设置有支撑组件，所述支撑组件包括两个支撑螺杆和两个支撑链轮，两个所述支撑链轮与下承压板转动连接，两个所述支撑螺杆和两个支撑链轮一一对应，所述支撑螺杆穿过对应的支撑链轮且与支撑链轮螺纹连接，所述下承压板顶部开设有供支撑螺杆通过的通过槽，所述支撑螺杆顶部设置有支撑板。
8、通过采用上述技术方案，需要将上承压板和下承压板之间的弧形弹簧进行更换时，转动支撑链轮，两个支撑螺杆之间的连接杆对支撑螺杆进行限位，阻止支撑螺杆转动，从而使支撑螺杆进行升降移动，将支撑螺杆向上移动，支撑板与上承压板底部抵接，支撑螺杆继续向上移动，上承压板向上移动，方便将弧形弹簧取出更换，在完成弧形弹簧放置安装后，转动支撑链轮，将支撑螺杆向通过槽方向移动，使支撑板与上承压板分离，保证试验正常进行。
9、可选的，所述下承压板上转动连接有驱动链轮，所述驱动链轮与两个支撑链轮之间通过连接链条连接，所述下承压板上设置有驱动电机，所述驱动电机输出轴与驱动链轮同轴固定连接。
10、通过采用上述技术方案，启动驱动电机，驱动链轮转动，通过连接链条带动两个驱动链轮进行转动。
11、可选的，所述上承压板上设置有与连接孔连通的套管，所述支撑杆穿过套管且与套管滑动连接。
12、通过采用上述技术方案，支撑管能够沿套管长度方向进行移动，提高上承压板在上下移动过程的稳定性。
13、可选的，所述下夹持器和上承压板之间设置有压力传感器。
14、通过采用上述技术方案，通过压力传感器对下夹持器与上承压板之间的压力进行实时采集。
15、可选的，所述支撑杆沿其长度方向标注有刻度。
16、通过采用上述技术方案，通过刻度方便对上承压板向下移动距离进行观察。
17、可选的，所述下夹持器的夹持槽内设置有用于对岩石试样进行夹持的夹持组件，所述夹持组件包括双向丝杠、导向杆和两个夹持板，所述双向丝杠两端与夹持槽的内壁转动连接，所述导向杆两端与夹持槽的内壁固定连接，所述双向丝杠穿过两个夹持板且与两个夹持板螺纹连接，所述导向杆穿过两个夹持板且与两个夹持板滑动连接。
18、通过采用上述技术方案，通过转动双向丝杠，调整夹持槽内两个夹持板之间的距离，在将岩石试样放置在夹持槽内后，移动两个夹持板使岩石试样固定在夹持槽内，提高岩石试样在试验过程的稳定性，导向杆为夹持板移动提供限位导向，提高夹持板移动过程的稳定性。
19、可选的，所述上夹持器的夹持槽底部设置有上应变片，所述下夹持器的夹持槽底部设置有下应变片。
20、通过采用上述技术方案，通过上应变片和下应变片采集加载过程中岩石试样的应变情况。
21、第二方面，本申请提供一种ct扫描变刚度单轴压缩试验方法，具体步骤如下：
22、s1、选择弧形弹簧和岩石试样；
23、s2、放置岩石试样和弧形弹簧；
24、s3、开始试验，启动液压机，千斤顶向下移动对岩石试样施加压力，捕捉岩石试样破裂过程图像；
25、s4、记录上承压板向下移动距离；
26、s5、替换不同刚度弧形弹簧，重复上述s1-s4的试验操作步骤；
27、s6、试验结束，关闭仪器，卸载并移除岩石试样，记录分析处理试验数据。
28、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
29、将岩石试样通过上夹持器和下夹持器固定在装置中间，根据岩石试样对弧形弹簧进行调整从而改变加载刚度，弧形弹簧采用镂空结构，通过改变弧形弹簧弯曲程度对加载刚度进行调整，启动液压机，千斤顶向下移动对岩石试样施加压力，通过ct扫本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种CT扫描变刚度单轴压缩试验装置，包括支撑架(1)，所述支撑架(1)顶部设置有液压机(11)，所述支撑架(1)上设置有与液压机(11)连接的千斤顶(12)，其特征在于：还包括有用于捕捉岩石试样(100)破裂过程的CT扫描检测装置(2)，所述千斤顶(12)输出轴端部设置有上夹持器(13)，所述支撑架(1)上设置有位于千斤顶(12)正下方的底座，所述底座上设置有用于调节加载刚度的变刚度弧形弹簧装置(3)，所述变刚度弧形弹簧装置(3)包括上承压板(31)、下承压板(32)、支撑杆(33)和弧形弹簧(34)，所述下承压板(32)设置在底座上方，所述上承压板(31)位于下承压板(32)上方，所述上承压板(31)上开设有与支撑杆(33)对应的连接孔，所述支撑杆(33)一端与下承压板(32)固定连接，所述支撑杆(33)另一端穿过连接孔且与上承压板(31)滑动连接，所述弧形弹簧(34)位于上承压板(31)和下承压板(32)之间，所述上承压板(31)上方设置有下夹持器(4)，所述上夹持器(13)和下夹持器(4)相互靠近一侧均开设有夹持槽(41)。
2.根据权利要求1所述的一种CT
3.根据权利要求1所述的一种CT扫描变刚度单轴压缩试验装置，其特征在于：所述上承压板(31)与下承压板(32)之间设置有支撑组件(6)，所述支撑组件(6)包括两个支撑螺杆(61)和两个支撑链轮(62)，两个所述支撑链轮(62)与下承压板(32)转动连接，两个所述支撑螺杆(61)和两个支撑链轮(62)一一对应，所述支撑螺杆(61)穿过对应的支撑链轮(62)且与支撑链轮(62)螺纹连接，所述下承压板(32)顶部开设有供支撑螺杆(61)通过的通过槽(321)，所述支撑螺杆(61)顶部设置有支撑板(66)，两个所述支撑螺杆(61)之间通过连接杆(67)连接。
4.根据权利要求3所述的一种CT扫描变刚度单轴压缩试验装置，其特征在于：所述下承压板(32)上转动连接有驱动链轮(63)，所述驱动链轮(63)与两个支撑链轮(62)之间通过连接链条(64)连接，所述下承压板(32)上设置有伺服电机(65)，所述伺服电机(65)输出轴与驱动链轮(63)同轴固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种CT扫描变刚度单轴压缩试验装置，其特征在于：所述上承压板(31)上设置有与连接孔连通的套管(311)，所述支撑杆(33)穿过套管(311)且与套管(311)滑动连接。
6.根据权利要求1所述的一种CT扫描变刚度单轴压缩试验装置，其特征在于：所述下夹持器(4)和上承压板(31)之间设置有压力传感器(35)。
7.根据权利要求1所述的一种CT扫描变刚度单轴压缩试验装置，其特征在于：所述支撑杆(33)沿其长度方向标注有刻度(331)。
8.根据权利要求1所述的一种CT扫描变刚度单轴压缩试验装置，其特征在于：所述下夹持器(4)的夹持槽(41)内设置有用于对岩石试样(100)进行夹持的夹持组件(5)，所述夹持组件(5)包括双向丝杠(51)、导向杆(52)和两个夹持板(53)，所述双向丝杠(51)两端与夹持槽(41)的内壁转动连接，所述导向杆(52)两端与夹持槽(41)的内壁固定连接，所述双向丝杠(51)穿过两个夹持板(53)且与两个夹持板(53)螺纹连接，所述导向杆(52)穿过两个夹持板(53)且与两个夹持板(53)滑动连接。
9.根据权利要求1所述的一种CT扫描变刚度单轴压缩试验装置，其特征在于：所述上夹持器(13)的夹持槽(41)底部设置有上应变片(7)，所述下夹持器(4)的夹持槽(41)底部设置有下应变片(8)。
10.一种CT扫描变刚度单轴压缩试验方法，采用如权利要求1-7任一项所述的一种CT扫描变刚度单轴压缩试验装置，其特征在于，具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种ct扫描变刚度单轴压缩试验装置，包括支撑架(1)，所述支撑架(1)顶部设置有液压机(11)，所述支撑架(1)上设置有与液压机(11)连接的千斤顶(12)，其特征在于：还包括有用于捕捉岩石试样(100)破裂过程的ct扫描检测装置(2)，所述千斤顶(12)输出轴端部设置有上夹持器(13)，所述支撑架(1)上设置有位于千斤顶(12)正下方的底座，所述底座上设置有用于调节加载刚度的变刚度弧形弹簧装置(3)，所述变刚度弧形弹簧装置(3)包括上承压板(31)、下承压板(32)、支撑杆(33)和弧形弹簧(34)，所述下承压板(32)设置在底座上方，所述上承压板(31)位于下承压板(32)上方，所述上承压板(31)上开设有与支撑杆(33)对应的连接孔，所述支撑杆(33)一端与下承压板(32)固定连接，所述支撑杆(33)另一端穿过连接孔且与上承压板(31)滑动连接，所述弧形弹簧(34)位于上承压板(31)和下承压板(32)之间，所述上承压板(31)上方设置有下夹持器(4)，所述上夹持器(13)和下夹持器(4)相互靠近一侧均开设有夹持槽(41)。
2.根据权利要求1所述的一种ct扫描变刚度单轴压缩试验装置，其特征在于：所述ct扫描检测装置(2)包括x射线发射装置(21)和弧形探测器(22)，所述x射线发射装置(21)和弧形探测器(22)位于岩石试样(100)两侧，所述x射线发射装置(21)用于发射x射线，所述弧形探测器(22)用于捕捉岩石试样(100)的实时破坏面。
3.根据权利要求1所述的一种ct扫描变刚度单轴压缩试验装置，其特征在于：所述上承压板(31)与下承压板(32)之间设置有支撑组件(6)，所述支撑组件(6)包括两个支撑螺杆(61)和两个支撑链轮(62)，两个所述支撑链轮(62)与下承压板(32)转动连接，两个所述支撑螺杆(61)和两个支撑链轮(62)一一对应，所述支撑螺杆(61)穿过对应的支撑链轮(62)且与支撑链轮(62)螺纹连接，所述下承压板(32)顶部开设有供支撑螺杆(61)通过的通过槽(321)，所述支撑螺...
【专利技术属性】
技术研发人员：鞠明和，袁金旺，彭鑫，薛肖扬，窦林名，姚宝山，朱涵，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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