一種用于巴西法測試巖石抗拉強度的試驗輔助裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于巴西法測試巖石抗拉強度的試驗輔助裝置，涉及巖石力學試驗【技術(shù)領(lǐng)域】，包括底座（1）、墊塊（2）、上墊條（6）、下墊條（7）、立柱（4）、定位架（3）和彈簧（5）。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計巧妙，設(shè)計了內(nèi)部梯形中空的定位架，通過墊塊作用于圓柱體試件上，使試件隨自身重力向下運動至定位架內(nèi)，調(diào)整試件的對中位置，直到試件底部接觸下墊條穩(wěn)定，試件位置自動調(diào)試結(jié)束，無需人工調(diào)試，定位架雖然在試驗之前與試件接觸，起到調(diào)節(jié)對中位置的主導(dǎo)作用，但是其作用力相對于試驗開始后的作用力可忽略不計，定位準確后的試驗數(shù)據(jù)精準，誤差小，拆裝方便，無需人工調(diào)試，提高測試效率。
【專利說明】—種用于巴西法測試巖石抗拉強度的試驗輔助裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖石力學試驗【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種用于巴西法測試巖石抗拉強度的試驗輔助裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]巖石抗拉強度是指巖石樣品在拉力作用下達到破壞時的極限應(yīng)力值。巖石的抗拉強度遠比抗壓強度小，因此在巖石鉆進、爆破、地下工程等方面，巖石抗拉強度是一個不可缺少的重要參數(shù)。
[0003]巖石抗拉強度試驗方法可分直接法和間接法兩類。直接法與用于金屬試驗的方法類似。這種試驗要求夾持器不損傷試件表面，施加載荷應(yīng)嚴格地與試件軸相平行，以免產(chǎn)生彎曲所導(dǎo)致的應(yīng)力集中。間接法此法種類較多，常用的有圓盤、圓柱體徑向壓裂法。圓盤徑向壓裂法是著名的“巴西法”，即用一個實心圓盤，使之受徑向壓縮而破壞，求抗拉強度。圓柱體徑向壓裂法通常是用兩個接觸點對圓柱體加壓求抗拉強度。
[0004]《水利水電工程巖石試驗規(guī)程SL264-2001》中規(guī)定:通過試件直徑的兩端，在試件的側(cè)面沿軸線方向畫兩條加載基線，將兩根墊條沿加載基線固定。對于堅硬的和較堅硬的巖石應(yīng)選用直徑為Imm鋼絲為墊條，對于軟弱和較軟弱的巖石應(yīng)選用寬度與試件直徑之比為0.08-0.1的硬紙板或軟木條為墊條。將試件置于試驗機承壓板中心,調(diào)整球形座,使試件均勻受力，作用力通過兩條墊片所確定的平面；《工程巖體試驗方法標準GB/T50266-99》中規(guī)定:通過試件直徑的兩端，沿軸線方向劃兩條相互平行的加載基線。將2根墊條沿加載基線，固定在試件兩端。將試件置于試驗機承壓板中心，調(diào)整球形座，使試件均勻受荷，并使墊條與試件在同一加載軸線上。
[0005]付志亮主編的《巖石力學試驗教程》一書中所展示的巖石抗拉強度測定裝置(圖4-8)，因巖石受力面太大，會增大試驗誤差；沈明榮、陳建峰等人編著的《巖體力學》一書中給我們展示了一種最簡單的試驗裝置(圖2-7)，但由于此裝置需要試驗員手動矯正，因此結(jié)果不是很好，會造成較大誤差。
[0006]中國科學院武漢巖土力學研究所楊春和等人的劈裂發(fā)測定巖石抗拉強度的試件夾具(CN101936851 A)雖然改進了試驗裝置，提高了試驗精度，但夾具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且由于連桿相連會間接影響試驗精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于巴西法測試巖石抗拉強度的試驗輔助裝置，結(jié)構(gòu)簡單，對操作人員的操作技能要求較低，符合行業(yè)規(guī)范要求，保證試驗數(shù)據(jù)精準。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
一種用于巴西法測試巖石抗拉強度的試驗輔助裝置，包括底座、墊塊、上墊條和下墊條，還包括立柱、定位架和彈簧，所述立柱設(shè)置為兩個，并且對稱固定于底座的兩端中間位置，所述兩個立柱上分別套設(shè)有彈簧，所述定位架的內(nèi)部空間設(shè)置為與圓柱體試件相適配的上寬下窄的梯形中空，并且所述定位架的兩端穿設(shè)于兩個立柱上，所述墊塊的底面中部固定設(shè)置突出于底面的上墊條，所述底座上表面與上墊條垂直對應(yīng)的位置固定有突出于上表面的下墊條，所述墊塊上設(shè)置有與兩個立柱相適配的孔，圓柱體試件放入定位架后，墊塊穿過立柱設(shè)置于圓柱體試件的上方。
[0009]所述底座上設(shè)置有兩個彈簧槽，所述立柱穿過彈簧槽固定于底座內(nèi)，所述彈簧套設(shè)于立柱上并且其底部固定設(shè)置于彈簧槽內(nèi)。
[0010]所述定位架的底部與下墊條相對應(yīng)的位置開設(shè)有槽，所述下墊條嵌入定位架內(nèi)。
[0011]所述立柱與墊塊、定位架之間連接的孔內(nèi)表面光滑，所述墊塊和定位架可沿立柱自由滑動并且緊密接觸。
[0012]所述底座、定位架和墊塊的外表面均為底面相對一致的規(guī)則長方體。
[0013]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計巧妙，設(shè)計了內(nèi)部梯形中空的定位架，通過墊塊作用于圓柱體試件上,使試件隨自身重力向下運動至定位架內(nèi)，調(diào)整試件的對中位置,直到試件底部接觸下墊條穩(wěn)定，試件位置自動調(diào)試結(jié)束，無需人工調(diào)試，定位架雖然在試驗之前與試件接觸，起到調(diào)節(jié)對中位置的主導(dǎo)作用，但是其作用力相對于試驗開始后的作用力可忽略不計，定位準確后的試驗數(shù)據(jù)精準，誤差小，拆裝方便，無需人工調(diào)試，提高測試效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的縱切面示意圖；
圖3為本發(fā)明定位架的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述:
如圖1-3所示為本發(fā)明的一個具體實施例，該用于巴西法測試巖石抗拉強度的試驗輔助裝置，包括底座1、墊塊2、上墊條6和下墊條7，立柱4、定位架3和彈簧5。
[0016]所述立柱4設(shè)置為兩個，并且對稱固定于底座I的兩端中間位置，所述兩個立柱4上分別套設(shè)有彈簧5，為了確保彈簧5的穩(wěn)定性，所述底座I上設(shè)置有兩個彈簧槽，所述立柱4穿過彈簧槽固定于底座I內(nèi)，本實施例中選擇焊接的方式固定立柱4，所述彈簧5穿過立柱4上設(shè)置于彈簧槽內(nèi)。
[0017]所述定位架3的內(nèi)部空間設(shè)置為與圓柱體試件相適配的上寬下窄的梯形中空，所述定位架3的兩端穿設(shè)于兩個立柱4上，其與立柱4接觸的孔內(nèi)表面光滑，并且試驗前涂抹潤滑油，保證定位架3在立柱4上滑動自如且緊密接觸。
[0018]所述墊塊2的底面中部固定設(shè)置突出于底面的上墊條6，所述底座I上表面與上墊條6垂直對應(yīng)的位置固定有突出于上表面的下墊條7,上墊條6和下墊條7的固定可選用常規(guī)的嵌入式，如本實施例，即是在墊塊2的底面中部和底座I的上表面相對位置分別開設(shè)槽，將兩個墊條分別放置于槽內(nèi)。所述墊塊2上設(shè)置有與兩個立柱4相適配的孔，圓柱體試件放入定位架3后，墊塊2穿過立柱4設(shè)置于圓柱體試件的上方，所述墊塊2與立柱4接觸的孔內(nèi)表面光滑，并且試驗前涂抹潤滑油，保證墊塊2在立柱4上自由滑動并且緊密接觸。[0019]為了配合底座I上的下墊條7的位置，所述定位架3的底部與下墊條7相對應(yīng)的位置開設(shè)有槽。
[0020]作為優(yōu)選的方式，所述底座1、定位架3和墊塊2的外表面均為底面相對一致的規(guī)則長方體，保證本裝置外形協(xié)調(diào)美觀，操作方便。
[0021]本發(fā)明在使用過程中，將下墊條7嵌入底座I墊條槽中，將兩個彈簧5通過立柱4放于彈簧槽中，將定位架3穿過立柱4通過彈簧5與底座I接觸，而后將試件8放置于定位架3內(nèi)，試件8在重力的作用下必然會與定位架3內(nèi)的兩個面接觸，這樣試件8的直徑將通過裝置的中軸線，保證了試件8位置的正確放置，最后將上墊條6放于墊塊2的墊條槽中，將墊塊2穿過立柱4放在試件8上即可開始預(yù)加載。預(yù)加載開始后，在壓力的作用下墊塊2將通過試件8迫使定位架3受力向下運動，當試件8被頂?shù)脚c下墊條7接觸時,此時試件8與定位架7雖然存在力但是極小，可以忽略不計，試件8此時主要受上下兩個墊條的作用，隨后開始正式試驗。
[0022]試驗使用的試件要求同《水利水電工程巖石試驗規(guī)程SL264-2001》和《工程巖體試驗方法標準GB/T50266-99》的試件標準相同，保證試驗的精度。
[0023]使用本發(fā)明進行抗拉試驗的典型試驗步驟:
1、在壓力試驗機的上下壓頭之間放置本裝置；
2、將試件8放于定位架3上，墊塊2通過上墊條6壓在試件8上。
[0024]3、啟動試驗機，開始預(yù)加載，在壓力達到0.2KN時停止預(yù)加載，此時試件幾乎只受上下墊條作用。
[0025]4、開始正式試驗，直至出現(xiàn)曲線高峰，試件沿上下墊條的直徑線劈裂。
[0026]5、試驗結(jié)束，拿出試件。
[0027]當然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于巴西法測試巖石抗拉強度的試驗輔助裝置，包括底座(I)、墊塊(2)、上墊條(6)和下墊條(7)，其特征在于，還包括立柱(4)、定位架(3)和彈簧(5)，所述立柱(4)設(shè)置為兩個，并且對稱固定于底座(I)的兩端中間位置，所述兩個立柱(4)上分別套設(shè)有彈簧(5)，所述定位架(3)的內(nèi)部空間設(shè)置為與圓柱體試件相適配的上寬下窄的梯形中空，并且所述定位架(3)的兩端穿設(shè)于兩個立柱(4)上，所述墊塊(2)的底面中部固定設(shè)置突出于底面的上墊條(6)，所述底座(I)上表面與上墊條(6)垂直對應(yīng)的位置固定有突出于上表面的下墊條(7)，所述墊塊(2)上設(shè)置有與兩個立柱(4)相適配的孔，圓柱體試件放入定位架(3)后，墊塊(2)穿過立柱(4)設(shè)置于圓柱體試件的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于巴西法測試巖石抗拉強度的試驗輔助裝置，其特征在于，所述底座(I)上設(shè)置有兩個彈簧槽，所述立柱(4)穿過彈簧槽固定于底座(I)內(nèi)，所述彈簧(5)套設(shè)于立柱(4)上并且其底部固定設(shè)置于彈簧槽內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于巴西法測試巖石抗拉強度的試驗輔助裝置，其特征在于，所述定位架(3)的底部與下墊條(7)相對應(yīng)的位置開設(shè)有槽，所述下墊條(7)嵌入定位架(3)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于巴西法測試巖石抗拉強度的試驗輔助裝置，其特征在于，所述立柱(4)與墊塊(2)、定位架(3)之間連接的孔內(nèi)表面光滑，所述墊塊(2)和定位架(3)可沿立柱(4)自由滑動并且緊密接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的用于巴西法測試巖石抗拉強度的試驗輔助裝置，其特征在于，所述底座(I)、定位架(3)和墊塊(2)的外表面均為底面相對一致的規(guī)則長方體。
【文檔編號】G01N3/08GK103471909SQ201310468694
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】陳紹杰, 王懷遠, 張培森, 劉江波, 王海龍, 閔瑞 申請人:山東科技大學