本發(fā)明涉及巖石力學實驗測試技術領域，涉及一種室內模型試件加載的軸向應變測試裝置，特別是一種用于非標準試件加載時的軸向應變測試裝置。

背景技術：

深部采礦、水力資源開發(fā)、隧道開拓、核廢料地下處置庫和地下石油儲庫的建設、甚至大規(guī)模露天爆破設計等都是在巖體介質中進行的，這類工程的規(guī)模及造價直接取決于巖體的力學特性，作為巖體力學特性中最為基本的變形特性評價指標-應變，是每一個巖體工程進行評價時的必測實驗項目。進行巖石試件變形指標測試離不開巖石力學試驗機，巖石力學試驗機包括加載系統(tǒng)和數據采集系統(tǒng)兩部分，作為數據采集系統(tǒng)中的基本指標，壓力數據采集是所有設備都具備的功能，這也是獲得巖石強度評價指標-極限強度的依據，變形測試則是不少設備的選配項目，對于集成了變形測試程序的試驗機，則不需要額外設置變形數據采集系統(tǒng)，但是有相當一部分的試驗機控制系統(tǒng)中并沒有集成這一功能，這時就需要額外設置引伸計，用于采集模型試件的變形數據。

國際巖石力學學會建議進行巖石變形指標測試時，試件的高徑比應介于1.5～2.5之間，推薦試樣尺寸為直徑50mm、高100mm的圓柱模型。基于此，控制系統(tǒng)中沒有集成模型試件變形數據采集功能的試驗機，所配套的應變數據采集裝置均是針對直徑50mm、高100mm的標準試件定制的，當測試所用試件為非標準圓柱試件時(如：混凝土材料參數測試所用矩形試件)，就無法使用隨試驗機配送的應變數據采集裝置，雖然試驗機供應商能夠提供指定外形尺寸非標準試件的應變數據采集裝置，但是這種定制的裝置，一方面使用范圍非常有限，僅適用于指定尺寸和形狀，另一方面價格昂貴。

耗資數十萬、乃至上百萬的試驗機，如果僅能測試少量特殊的幾種標準試件，而不能測試非標準試件的應變數據，將極大地限制試驗機的使用范圍和功能，設計一種能夠普遍適用于非標準試件變形數據采集的裝置，成為解鎖這類試驗機使用范圍的關鍵。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于非標準試件加載時的軸向應變測試裝置，解決現有技術中對于非標準試件軸向應變測試存在的無法獲取變形數據的問題，通過本發(fā)明裝置與非標準試件同步加載獲得非標準試件的軸向應變數據，本發(fā)明普遍適用于具有不同外形的非標準試件的加載測試過程。

為實現上述目的，本發(fā)明提供了如下技術方案：

本發(fā)明提供了一種用于非標準試件加載時的軸向應變測試裝置，包括引伸計感應坡面、空心鋼管、實心鋼桿、基座和套接在所述實心鋼桿上的引伸計，所述空心鋼管一端焊接有圓形薄鋼板，所述空心鋼管另一端與所述引伸計感應坡面連接部連接；所述實心鋼桿一端貫穿并套接在所述引伸計感應坡面內部，另一端與基座連接，所述引伸計設有限位螺栓。

優(yōu)選的，所述圓形薄鋼板上開有通孔；

優(yōu)選的，所述通孔設置在所述圓形薄鋼板半徑的二分之一處，所述圓形薄鋼板直徑與所述空心鋼管外徑相等。

優(yōu)選的，所述引伸計感應坡面連接部設置在所述引伸計感應坡面的平面端，所述引伸計感應坡面連接部為圓管；

優(yōu)選的，所述圓管和所述空心鋼管徑向均預設有相同的螺栓孔，所述圓管和所述空心鋼管通過螺栓連接；

優(yōu)選的，所述空心鋼管內徑比引伸計感應坡面連接部圓管外徑大0.2mm。

優(yōu)選的，所述基座為圓形鋼墊板，所述基座與所述實心鋼桿通過螺栓連接；

優(yōu)選的，所述基座、實心鋼桿、引伸計感應坡面和空心鋼管同軸連接，所述實心鋼桿直徑比所述引伸計感應坡面內徑小5mm，所述基座直徑比所述實心鋼桿直徑大50mm。

優(yōu)選的，所述設有限位螺栓的引伸計，可自由調整在實心鋼桿上的位置和高度。

本發(fā)明相對于現有技術而言取得了以下技術效果：

1、本發(fā)明裝置體積小，占用加載空間少，且固定放置位置靈活，組裝簡便；

2、本發(fā)明裝置的使用不受加載試件外形的限制，可用于任意形狀的試驗模型，適用范圍廣。

3、本發(fā)明裝置組成中的引伸計感應坡面和引伸計為標準試件應變測試配件，最大限度的發(fā)揮了現有配件的作用；

4、本發(fā)明裝置組成中的固定套筒和基座加工簡便，成本低廉；

5、本發(fā)明裝置組裝過程采用裝配式方案，不改變原有配件的使用功能和結構外形。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例軸向應變測試裝置的整體示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例軸向應變測試裝置引伸計感應坡面的示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例軸向應變測試裝置引伸計的示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例軸向應變測試裝置基座與實心鋼桿組合的示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例軸向應變測試裝置帶圓形薄鋼板的空心鋼管的示意圖；

其中，1-引伸計感應坡面、2-空心鋼管、3-圓形薄鋼板、4-引伸計、5-基座、6-實心鋼桿、7-螺栓孔、8-限位螺栓、9-通孔、10-引伸計感應坡面連接部。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種用于非標準試件加載時的軸向應變測試裝置，解決現有技術中對于非標準試件軸向應變測試存在的無法獲取變形數據的問題，通過本發(fā)明裝置與非標準試件共同加載獲得非標準試件的軸向應變數據，本發(fā)明普遍適用于具有不同外形的非標準試件的加載測試過程。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

實施例一：

如圖1-5，本實施例對本發(fā)明一種用于非標準試件加載時的軸向應變測試裝置的結構特征做出詳細說明。

如圖1所示，本實施例提供了一種用于非標準試件加載時的軸向應變測試裝置，包括引伸計感應坡面1、空心鋼管2、實心鋼桿6、基座5和套接在實心鋼桿6上的引伸計4，空心鋼管2一端焊接有圓形薄鋼板3，空心鋼管2另一端與引伸計感應坡面1的連接部10連接；實心鋼桿6一端貫穿并套接在引伸計感應坡面1內部，另一端與基座5連接，引伸計4設有限位螺栓8。

如圖5所示，圓形薄鋼板上開有通孔9，通孔9設置在圓形薄鋼板3半徑的二分之一處，而且圓形薄鋼板3直徑與空心鋼管2外徑相等，所述通孔9用于裝置上部的固定。

如圖2所示，引伸計感應坡面1設有引伸計感應坡面連接部10，引伸計感應坡面連接部10設置在引伸計感應坡面1的平面端，具體的引伸計感應坡面連接部10為圓管；在引伸計感應坡面連接部10和空心鋼管2徑向均預設有相同的螺栓孔7，引伸計感應坡面連接部10和空心鋼管2通過螺栓連接，螺栓孔7至少設置4個，而且是圓周分布；空心鋼管2內徑比引伸計感應坡面連接部10的外徑大0.2mm。

如圖4所示，實心鋼桿6的另一端設有基座5，基座為圓形鋼墊板；基座5與實心鋼桿6可拆卸連接，在基座5中心位置通過螺栓連接實心鋼桿6；

如圖3所示，引伸計4套接在實心鋼桿6上，引伸計4設有限位螺栓8，引伸計4能夠在實心鋼桿6上面上下滑動和固定，便于調節(jié)引伸計4與引伸計感應坡面1的距離。

基座5、實心鋼桿6、引伸計感應坡面1和空心鋼管2同軸連接，實心鋼桿6直徑比引伸計感應坡面1內徑小5mm，基座5直徑比實心鋼桿6直徑大50mm。

本實施例以外形尺寸具體為長×寬×高＝150mm×50mm×200mm的非標準試件為例，對本發(fā)明所述裝置的具體安裝和實施過程做出詳細說明。

選擇適用于50mm直徑、100mm高度標準圓柱形試件的引伸計感應坡面1和引伸計4，依據引伸計感應坡面連接部10的外徑尺寸，加工空心鋼管2，空心鋼管2的內徑大于引伸計感應坡面連接部10外徑0.2mm，空心鋼管2壁厚4mm；加工一塊圓形薄鋼板3，圓形薄鋼板3外徑與空心鋼管2外徑相等，厚4mm，然后在圓形薄鋼板1/2半徑處鉆一個通孔9，孔徑10mm，將鉆孔后的圓形薄鋼板3焊接在空心鋼管2一端；將引伸計感應坡面連接部10全部插入空心鋼管2開口一端，依據引伸計感應坡面連接部10上預設螺栓孔7的位置，在空心鋼管2上鉆出等數量、等直徑的預設螺栓孔7；加工直徑50mm、高度100mm的實心鋼桿6一根，并在一端中心軸向鉆出一個6mm的螺栓孔；加工一塊直徑100mm的圓形鋼墊板5，圓形鋼墊板5厚度20mm，并在圓形鋼墊板5中心軸向鉆出一個6mm的通透螺孔，在螺孔一側，以圓形鋼墊板5的圓心軸為中心軸，加工直徑50mm、厚2mm的圓形凹槽，在螺孔另一側，以圓形鋼墊板5的圓心軸為中心軸，加工直徑12mm、厚8mm的圓形凹槽。

具體安裝與實施步驟如下：

步驟1、引伸計感應坡面1和空心鋼管2的組裝：

將引伸計感應坡面連接部10全部插入空心鋼管2的開口端，并旋轉引伸計感應坡面1，使得引伸計感應坡面連接部10和空心鋼管2上的預設螺栓孔7能夠完全重合，并用螺栓將引伸計感應坡面1與空心鋼管2固定，完成引伸計感應坡面1和空心鋼管2的組裝。

步驟2、基座5與實心鋼桿6的組裝：

將實心鋼桿6上鉆有6mm螺孔的一端置于基座5上厚2mm的圓形凹槽中，然后在圓形鋼墊板另一側8mm厚圓形凹槽中錨入直徑6mm的內六角螺桿，將實心鋼桿6與基座5固定在一起。

步驟3、引伸計4的安裝：

將引伸計4套在實心鋼桿6上，完成引伸計4的安裝。

步驟4、軸向應變測試裝置的組裝：

選擇一個在加載過程中能夠始終保持固定不動的目標，通過這一固定不動的目標，經由圓形薄鋼板3上的通孔9，將組裝好的上部的空心鋼管2與引伸計感應坡面1固定在試驗機壓盤正上方，然后將基座5固定放置于試驗機壓盤上，并保持實心鋼桿6的軸心與引伸計感應坡面1的軸心在一條鉛垂線上，完成軸向應變測試裝置的組裝。

步驟5、引伸計4在實心鋼桿6上位置高度的調整：

保持引伸計4在實心鋼桿6最底部，并旋松引伸計4上的限位螺栓8，使引伸計4能夠在實心鋼桿6上自由移動，然后調整試驗機壓盤高度，使得壓盤上的非標準試件上端與試驗機固定壓頭間距離小于5mm，接著調整引伸計4在實心鋼桿6上的位置，使得引伸計4末端與引伸計感應坡面1剛剛接觸，保持引伸計4高度不變，旋緊引伸計4上的限位螺栓8，將引伸計4固定在實心鋼桿6上，完成引伸計4在實心鋼桿6上位置高度的調整。

步驟6、試驗機加載：

根據預設的加載控制方案完成加載試驗，并通過軸向應變測試裝置采集試驗過程中的軸向變形數據。

步驟7、試驗完成：

當需要對多塊同高度的非標準模型試件進行軸向加載時，軸向應變測試裝置可不拆除；當需要對多塊不同高度的非標準模型試件進行軸向加載時，只需按照步驟5調整軸向應變測試裝置上引伸計4在實心鋼桿6上的高度；當試驗全部完成后，需要拆除軸向應變測試裝置，手動控制試驗機壓盤向下移動，直至能夠順利分離實心鋼桿6與引伸計感應坡面1，然后將空心鋼管2從試驗機的固定平臺上拆除，接著將引伸計4從實心鋼桿6上拆除，同時將引伸計感應坡面1從空心鋼管2上拆除，最后將引伸計4和引伸計感應坡面1放回遠處，試驗完成。

本發(fā)明軸向應變測試裝置在試驗機上做加載實驗時，通過對非標準試件和軸向應變測試裝置同時進行加載，根據試驗機的壓力數據與軸向應變測試裝置中引伸計的變形數據，計算得出非標準試件的應變數據。不需要去額外購置用于非標準試件的應變測試裝置，大大縮減了實驗成本，通用性很高，適用于各種尺寸與外形的非標轉試件的加載試驗。

本發(fā)明中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。