本發(fā)明涉及扭剪試驗技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種扭剪試驗工裝機。

背景技術(shù)：

巖石室內(nèi)試驗是研究巖石力學(xué)性質(zhì)的重要技術(shù)手段，目前巖石室內(nèi)試驗主要包括單軸壓縮試驗、巴西劈裂試驗、常規(guī)三軸壓縮試驗及真三軸試驗等，集中于研究應(yīng)力大小對巖石的力學(xué)性質(zhì)的影響，忽略了應(yīng)力方向的作用。

在開展模擬復(fù)雜應(yīng)力路徑的試驗過程中，特別是在進行扭轉(zhuǎn)試驗時，需要將上下壓頭與試樣通過粘結(jié)劑粘結(jié)為一整體。由于上壓頭與試驗裝置的活塞桿具有對應(yīng)關(guān)系，且粘結(jié)劑具有流動性、凝固時間短、強度高等特點，如何快速精準的粘結(jié)試樣成為一大難題。

有鑒于此，設(shè)計制造出一種扭剪試驗工裝機，實現(xiàn)試樣高效精準的粘結(jié)，保證試驗結(jié)果的可靠性，減小試驗誤差，提高試驗效率顯得尤其重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種扭剪試驗工裝機，特別適用于空心圓柱巖石的扭剪試驗，可實現(xiàn)高效和精準的定位，減小試驗誤差，提高試驗效率及成功率。

本發(fā)明的目的還在于提供另一種扭剪試驗工裝機，有效解決了試樣制備過程中定位不精準、粘接不均勻的問題，且結(jié)構(gòu)簡單、易于操作。

本發(fā)明改善其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

本發(fā)明提供的一種扭剪試驗工裝機，所述扭剪試驗工裝機包括基座和操作架，所述操作架安裝于所述基座上、并與所述基座可相對轉(zhuǎn)動。

所述操作架上設(shè)有第一壓頭和與所述第一壓頭相對設(shè)置的第二壓頭、且所述第一壓頭與所述第二壓頭位于同一軸線上。所述第一壓頭包括第一止擋部，所述第二壓頭包括第二止擋部，扭剪試樣安裝于所述第一止擋部與所述第二止擋部之間，所述第二壓頭與所述操作架可相對移動、以遠離或靠近所述第一壓頭。

進一步地，所述操作架包括第一分段、第二分段和第三分段，所述第一分段與所述第二分段相對設(shè)置、并分別連接于所述第三分段的兩端。所述第一分段上開設(shè)有第一通孔，用于安裝所述第一壓頭。所述第二分段上開設(shè)有第二通孔，用于安裝所述第二壓頭。所述第一通孔和所述第二通孔同軸線設(shè)置，所述第三分段與所述基座連接。

進一步地，所述第一分段設(shè)有端蓋，所述第一壓頭伸入所述第一通孔、與所述端蓋固定連接。

進一步地，所述扭剪試驗工裝機還包括移動塊，所述移動塊設(shè)于所述第二壓頭遠離所述第一壓頭的一端、且所述移動塊與所述第二壓頭固定連接，所述移動塊可帶動所述第二壓頭遠離或靠近所述第一壓頭。

進一步地，所述扭剪試驗工裝機還包括滑動套，所述滑動套固定連接于所述操作架，且套設(shè)于所述移動塊上，所述移動塊與所述滑動套可相對滑動。

進一步地，所述扭剪試驗工裝機還包括轉(zhuǎn)動桿，所述轉(zhuǎn)動桿穿過所述滑動套、并與所述移動塊遠離所述第二壓頭的一端連接，所述轉(zhuǎn)動桿可帶動所述移動塊在所述滑動套中移動。

進一步地，所述基座上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸與所述第三分段固定連接，轉(zhuǎn)動所述旋轉(zhuǎn)軸，可帶動所述操作架轉(zhuǎn)動。

進一步地，所述操作架固定連接有安裝部，所述旋轉(zhuǎn)軸與所述安裝部固定連接，轉(zhuǎn)動所述旋轉(zhuǎn)軸，帶動所述安裝部、所述操作架一起轉(zhuǎn)動。

進一步地，所述安裝部與所述操作架通過螺栓固定連接，所述旋轉(zhuǎn)軸與所述安裝部通過螺紋連接。

本發(fā)明提供的另一種扭剪試驗工裝機，所述扭剪試驗工裝機包括基座、旋轉(zhuǎn)軸和操作架，所述旋轉(zhuǎn)軸安裝于所述基座上，所述操作架與所述旋轉(zhuǎn)軸固定連接，所述旋轉(zhuǎn)軸上固定安裝有手柄，以便于帶動所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。

所述操作架上設(shè)有第一壓頭和與所述第一壓頭相對設(shè)置的第二壓頭、且所述第一壓頭與所述第二壓頭位于同一軸線上。所述第一壓頭包括第一止擋部，所述第二壓頭包括第二止擋部，扭剪試樣安裝于所述第一止擋部與所述第二止擋部之間，所述第二壓頭與所述操作架可相對移動、以遠離或靠近所述第一壓頭。

本發(fā)明提供的扭剪試驗工裝機具有以下幾個方面的有益效果：

本發(fā)明提供的一種扭剪試驗工裝機，通過設(shè)置位于同一軸線上的第一壓頭和第二壓頭，并在第一壓頭上設(shè)置第一止擋部，在第二壓頭上設(shè)置第二止擋部。以便于空心圓柱巖石能精準定位、安裝在第一止擋部和第二止擋部之間。操作架和基座可相對轉(zhuǎn)動，以便于空心圓柱巖樣的一端粘接在第一壓頭、另一端粘接于第二壓頭，便于安裝。該扭剪試驗工裝機結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、定位精準，可有效減小實驗誤差，提高試驗效率及成功率。

本發(fā)明提供的另一種扭剪試驗工裝機，通過將旋轉(zhuǎn)軸安裝于基座上，操作架和旋轉(zhuǎn)軸固定連接，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)軸即可帶動操作架轉(zhuǎn)動，從而便于將空心圓柱的兩端分別粘接到第一壓頭和第二壓頭。此外，在旋轉(zhuǎn)軸上固設(shè)有手柄，便于帶動旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，操作簡便，省時省力。該扭剪試驗工裝機易于操作，結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長，制備試樣快速便捷，定位精準，可有效減小實驗誤差，提高試驗效率及成功率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明具體實施例提供的扭剪試驗工裝機的第一視角的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明具體實施例提供的扭剪試驗工裝機的第二視角的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明具體實施例提供的扭剪試驗工裝機的操作架的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明具體實施例提供的扭剪試驗工裝機的端蓋與第一壓頭的連接的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標：100-扭剪試驗工裝機；101-空心圓柱試樣；110-基座；111-安裝平臺；112-支撐平臺；113-凸塊；115-旋轉(zhuǎn)軸；120-操作架；121-第一分段；1211-第一通孔；122-第二分段；1221-第二通孔；123-第三分段；125-安裝部；130-第一壓頭；131-第一止擋部；133-凸臺；135-沉孔；140-第二壓頭；150-移動塊；160-滑動套；170-轉(zhuǎn)動桿；180-端蓋。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(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。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是本發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，或者是本領(lǐng)域技術(shù)人員慣常理解的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的設(shè)備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明的“第一”、“第二”等，僅僅用于在描述上加以區(qū)分，并沒有特殊的含義。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

巖石空心圓柱扭剪試驗系統(tǒng)依據(jù)薄壁圓筒理論，通過技術(shù)集成，可進行應(yīng)力方向的影響研究，實現(xiàn)復(fù)雜應(yīng)力路徑在室內(nèi)試驗中的模擬。在開展模擬復(fù)雜應(yīng)力路徑的試驗過程中，為保證試驗結(jié)果的可靠性，減小試驗誤差，提高試驗效率，試樣的制備尤其重要。特別是在進行空心圓柱巖石的扭轉(zhuǎn)試驗時，需要將上壓頭和下壓頭與試樣通過粘結(jié)劑粘結(jié)為一整體。由于上壓頭與試驗裝置的活塞桿具有對應(yīng)關(guān)系，且粘結(jié)劑具有流動性，凝固時間短，強度高等特點，如何快速精準的粘結(jié)試樣成為了空心圓柱巖石扭剪試驗技術(shù)中的瓶頸。因此，本發(fā)明針對巖石空心圓柱扭剪儀試驗系統(tǒng)，設(shè)計了相應(yīng)的扭剪試驗工裝機，以實現(xiàn)試樣高效精準的粘結(jié)，保證試樣、壓頭的整體性并與軸向活塞桿對應(yīng)，減小試驗誤差，提高試驗效率及成功率。

圖1為本發(fā)明具體實施例提供的扭剪試驗工裝機100的第一視角的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明具體實施例提供的扭剪試驗工裝機100的第二視角的結(jié)構(gòu)示意圖，請參照圖1和圖2。

本實施例提供的一種扭剪試驗工裝機100，該扭剪試驗工裝機100包括基座110、旋轉(zhuǎn)軸115、安裝部125、操作架120、第一壓頭130、第二壓頭140、移動塊150、滑動套160和轉(zhuǎn)動桿170。旋轉(zhuǎn)軸115安裝于基座110上、并與安裝部125固定連接，安裝部125與操作架120固定連接，轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)軸115，可帶動操作架120相對基座110連續(xù)360度轉(zhuǎn)動。操作架120上設(shè)有第一壓頭130和與第一壓頭130相對設(shè)置的第二壓頭140、且第一壓頭130與第二壓頭140位于同一軸線上。第一壓頭130包括第一止擋部131，第二壓頭140包括第二止擋部，扭剪試樣安裝于第一止擋部131與第二止擋部之間，第二壓頭140與操作架120可相對移動、以遠離或靠近第一壓頭130。

圖3為本發(fā)明具體實施例提供的扭剪試驗工裝機100的操作架120的連接結(jié)構(gòu)示意圖，請參照圖3。

操作架120包括第一分段121、第二分段122和第三分段123，第一分段121與第二分段122相對設(shè)置、并分別連接于第三分段123的兩端。作為優(yōu)選，第一分段121、第二分段122和第三分段123一體成型。第一分段121上開設(shè)有第一通孔1211，用于安裝第一壓頭130。

第二分段122上開設(shè)有第二通孔1221，用于間接安裝第二壓頭140。第一通孔1211和第二通孔1221同軸線設(shè)置，以確保將空心圓柱安裝于第一止擋部131和第二止擋部之間定位精準。

第三分段123的中部與安裝部125通過螺栓固定連接，當(dāng)然，并不僅限于此，也可以采用其它固定連接方式，比如，鉚接、焊接、卡接、扣接、套接等方式。

圖4為本發(fā)明具體實施例提供的扭剪試驗工裝機100的端蓋180與第一壓頭130的連接的結(jié)構(gòu)示意圖，請參照圖4。

第一壓頭130的一端設(shè)有第一止擋部131，第一止擋部131為圓環(huán)形，圓環(huán)形的寬度與空心圓柱的壁厚寬度相適應(yīng)。圓環(huán)形的中部凸設(shè)形成突出部，突出部為圓柱形，圓柱形的直徑大小與空心圓柱的內(nèi)徑大小相適應(yīng)。在粘接空心圓柱試樣101時，空心圓柱試樣101的中空部分套設(shè)于突出部，空心圓柱的端面粘接于第一止擋部131上。第一壓頭130的另一端，即在遠離第一止擋部131的一端端面設(shè)有沉孔135，在沉孔135的外周設(shè)有相對沉孔135的軸線對稱分布的螺紋孔。

第一分段121設(shè)有端蓋180，第一壓頭130伸入第一通孔1211、與端蓋180固定連接。具體地，端蓋180上設(shè)有安裝孔，安裝孔的位置與第一壓頭130的螺紋孔的位置相對應(yīng)，具有定位作用。將螺釘插入安裝孔和螺紋孔中并擰緊以固定端蓋180和第一壓頭130。應(yīng)當(dāng)理解，端蓋180與操作架120的第一分段121固定連接。

同理，第二壓頭140用于粘接空心圓柱試樣101的一端也設(shè)有突出部和第二止擋部，在粘接空心圓柱試樣101時，空心圓柱試樣101的中空部分套設(shè)于突出部，空心圓柱的另一端面粘接于第二止擋部上。突出部和第二止擋部與第一壓頭130的形狀、大小相適應(yīng)，這里不再贅述。

移動塊150設(shè)于第二壓頭140遠離第一壓頭130的一端、且移動塊150與第二壓頭140固定連接，移動塊150可帶動第二壓頭140遠離或靠近第一壓頭130?；瑒犹?60固定連接于操作架120，且套設(shè)于移動塊150上，移動塊150與滑動套160可相對滑動。轉(zhuǎn)動桿170穿過滑動套160、并與移動塊150遠離第二壓頭140的一端連接，轉(zhuǎn)動桿170可帶動移動塊150在滑動套160中移動。

可選地，移動塊150與第二壓頭140卡接，移動塊150上設(shè)有凹槽，第二壓頭140上設(shè)有凸起，凸起的形狀大小與凹槽的形狀大小相適應(yīng)，凸起卡入凹槽。作為優(yōu)選，凹槽的側(cè)壁還設(shè)有卡接部，進一步固定第二壓頭140和移動塊150，確保二者可靠連接，不松動、不滑脫。當(dāng)然，凹槽和凸起的位置也可以相互調(diào)換，將凹槽設(shè)于第二壓頭140，將凸起設(shè)于移動塊150，再在凹槽或凸起處設(shè)置相應(yīng)的卡接部，也可以實現(xiàn)二者的可靠固定。除了采用卡接，還可以采用鉚接、焊接、粘接、螺紋連接、螺釘連接等其他連接方式。

滑動套160與第三分段123通過螺栓固定連接?；瑒犹?60上開設(shè)有螺紋孔，轉(zhuǎn)動桿170上設(shè)有與螺紋孔相適應(yīng)的外螺紋，轉(zhuǎn)動桿170穿過螺紋孔與移動塊150固定連接，轉(zhuǎn)動桿170可在螺紋孔中旋轉(zhuǎn)以使移動塊150與滑動套160相對滑動，帶動第二壓頭140遠離或靠近第一壓頭130。

移動塊150與第二壓頭140固定連接，通過移動塊150在滑動套160中滑動，以改變第二壓頭140與第一壓頭130之間的距離。除了這種方式，還可以采用設(shè)置直線導(dǎo)軌，將移動塊150沿直線導(dǎo)軌上升或下降?；蛘卟捎媒z杠螺母的結(jié)構(gòu)，螺母與移動塊150連接，轉(zhuǎn)動絲杠使移動塊150上升或下降，或者采用氣缸、液壓缸、氣彈簧的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)移動塊150的上升和下降，達到第一壓頭130和第二壓頭140精準定位的要求。

基座110包括安裝平臺111和支撐平臺112，安裝平臺111和支撐平臺112組合后的截面類似l形。安裝平臺111為圖中水平部分，用于將整個扭剪試驗工裝機100放置于一個安裝平面上。安裝平臺111的底部靠近安裝平面的一側(cè)設(shè)有凹陷部，凹陷部并未與安裝平面接觸。優(yōu)選地，安裝平臺111的底部靠近安裝平面的一側(cè)的四個角落處設(shè)有凸塊113，凸塊113與安裝平面接觸。這樣設(shè)置是為了保證基座110的安裝精度，從而使第一壓頭130與第二壓頭140在與空心圓柱試樣101粘接時，定位精度更準確。支撐平臺112為圖中的豎直部分，其上設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸115，并用于連接操作架120。

旋轉(zhuǎn)軸115與第三分段123固定連接，第三分段123固定連接有安裝部125，旋轉(zhuǎn)軸115與安裝部125通過螺紋固定連接，安裝部125與第三分段123通過螺栓固定連接。轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)軸115，帶動安裝部125、操作架120一起轉(zhuǎn)動。

需要說明的是，上文中提到的固定連接方式，可以是鉚接、焊接、粘接、螺紋連接、螺釘連接、扣接、套接、卡接等任意一種，并不僅限于上述列舉的情形。

本實施例提供的另一種扭剪試驗工裝機100，扭剪試驗工裝機100包括基座110、旋轉(zhuǎn)軸115和操作架120，旋轉(zhuǎn)軸115安裝于基座110上，操作架120與旋轉(zhuǎn)軸115固定連接，旋轉(zhuǎn)軸115上固定安裝有手柄，以便于帶動旋轉(zhuǎn)軸115轉(zhuǎn)動。操作更簡單、更便捷，省時省力。操作架120上設(shè)有第一壓頭130和與第一壓頭130相對設(shè)置的第二壓頭140、且第一壓頭130與第二壓頭140位于同一軸線上。第一壓頭130包括第一止擋部131，第二壓頭140包括第二止擋部，扭剪試樣安裝于第一止擋部131與第二止擋部之間，第二壓頭140與操作架120可相對移動、以遠離或靠近第一壓頭130。

本發(fā)明提供的扭剪試驗工裝機100，其操作過程如下：

首先，將第一壓頭130通過螺栓與端蓋180固定。轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)軸115使操作架120轉(zhuǎn)動，直至第一壓頭130和端蓋180的方向朝上，在第一壓頭130的端部(設(shè)有第一止擋部131的一端)均勻涂抹適量的粘接劑，圓柱形凸臺133的側(cè)壁和第一止擋部131上均涂抹粘接劑，將空心圓柱試樣101放置在第一壓頭130上。空心圓柱的中空部分套設(shè)在圓柱形凸臺133上，空心圓柱的端面放置在第一止擋部131處，靜置大約30分鐘，該時間可以根據(jù)實際情況適當(dāng)延長或縮短。這樣，第一止擋部131和圓柱形凸臺133的側(cè)壁均與空心圓柱試樣101牢固粘接，第一壓頭130與空心圓柱試樣101即粘接完畢。

再次轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)軸115使操作架120轉(zhuǎn)動180度，使得第一壓頭130和端蓋180的方向朝下，安裝好移動塊150和滑動套160以及轉(zhuǎn)動桿170，并且使第二壓頭140的方向朝上，在第二壓頭140設(shè)有第二止擋部的一端端面均勻涂抹適量的粘接劑，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動桿170，使得移動桿在滑動套160中緩慢上升，使得第二壓頭140與空心圓柱試樣101的另一端接觸，第二止擋部和圓柱形凸臺133的側(cè)壁均與空心圓柱試樣101牢固粘接、并壓緊。完成第二壓頭140與空心圓柱試樣101的粘接。

最后，將整個扭剪試驗工裝機100靜置約24小時，待粘結(jié)劑完全達到強度后，方可取出。再進行后續(xù)試驗。通過上述步驟的操作，可實現(xiàn)空心圓柱試樣101制備過程中與第一壓頭130、第二壓頭140及試驗裝置的精準定位，并能保證粘結(jié)劑與空心圓柱試樣101及第一壓頭130、第二壓頭140間的均勻貼合，從而減小試驗誤差，提高試驗效率即成功率。

綜上所述，本發(fā)明提供的扭剪試驗工裝機100具有以下幾個方面的有益效果：

本發(fā)明提供的扭剪試驗工裝機100，過設(shè)置基座110、操作架120、旋轉(zhuǎn)軸115、端蓋180、移動桿、滑動套160及轉(zhuǎn)動桿170，利用旋轉(zhuǎn)軸115實現(xiàn)操作架120的連續(xù)旋轉(zhuǎn)，端蓋180固定第一壓頭130、移動桿及滑動套160實現(xiàn)第二壓頭140的定位，實現(xiàn)了試樣與第一壓頭130、第二壓頭140的精準定位，保證了粘結(jié)劑的均勻貼合。利用該扭剪試驗工裝機100粘結(jié)空心圓柱試樣101，可以實現(xiàn)試樣快速高效的制備，對試驗結(jié)果的準確性、可靠性提供了保障。除了空心圓柱巖石，對其他材料或其它形狀的試樣的制備也同樣適用，適用范圍廣，是進行扭剪類試驗不可缺少的輔助裝置。結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，定位精準，制備試樣便捷高效，具有極大的推廣應(yīng)用價值。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改、組合和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。