围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置。试样拉头包括球窝粘结头、球形螺帽、球形螺栓和球窝盖板。球窝粘结头、球窝盖板和球形螺栓形成球绞结构保证中心受拉，且安装过程对试样不产生扭矩，从而避免试样扭转受损。拉头上部可缠绕防水胶带，防止油液进入试样影响试样性质。安装辅助装置包括固定板手和六角套筒扳手，专门用于围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头的安装，操作方便。本发明专利技术针对围压作用下岩石拉伸试验装置存在的易产生扭矩、偏心调节能力弱、渗油等问题，公开了一种试样拉头，有效解决了上述存在的问题，使试验的准确性得到提高。

Specimen pulling head for rock tensile test under confining pressure and its installation auxiliary device

The invention discloses a sample pulling head for rock tension test under confining pressure and an auxiliary installation device thereof. The sample pulling head includes ball socket bonding head, spherical nut, spherical bolt and ball socket cover plate. The ball socket bond head, the ball socket cover plate and the spherical bolt form the ball stranded structure to ensure the center to be pulled, and the installation process does not produce torque to the specimen, thus avoiding the damage of the torsion of the specimen. The upper part of the pull head can be wound with waterproof tape to prevent the oil from entering the sample and affect the properties of the sample. The installation auxiliary device includes fixed plate hand and six angle socket wrench, which is specially used for the installation of sample pulling head for rock tension test under confining pressure, and the operation is convenient. In view of the problems of easy generating torque, weak eccentricity adjustment capacity and oil seepage in the rock tensile test device under the confining pressure, a specimen pulling head is open, which effectively solves the above problems and improves the accuracy of the test.

【技术实现步骤摘要】
围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置
本专利技术涉及岩石力学领域，具体是一种围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置。
技术介绍
在岩石工程中，很多岩石是在拉伸应力状态下发生破坏的。在岩石边坡工程中，在一定条件下，坡面的径向应力和坡顶面的切向应力可转为拉应力，坡缘附近的岩体容易被拉裂形成与坡面近于平行的拉裂面，使边坡逐步发生破坏。在地下工程中，围岩在巷道径向方向会产生拉应力，而在巷道切向方向和走向方向，围岩仍承受压应力。巷道径向方向的拉应力是引起围岩破裂甚至失稳的重要因素。岩石在围压作用下的拉伸力学性质的研究对边坡工程和地下工程的稳定性分析具有重要意义。申请号为201611055843.7的专利技术专利公开了一种能适用于任意围压下岩石拉伸试验的装置，该装置在三轴试验机的压力作用下，通过装置内两构件的竖向移动，产生了对试样的拉力。该专利解决了现有技术实用性弱等问题，实现了在三轴试验机上进行任意围压作用下的岩石拉伸试验，但是在实验过程中，出现了如下几个问题：1将试样安装到岩石拉伸试验装置的过程中，拧紧螺栓易产生扭矩，损伤试样；2偏心调节能力弱，不能完全保证试样轴心受拉；3在围压作用下，油液会渗入试样中，影响试样性质，导致实验结果不准确。针对上述问题，一种围压作用下岩石拉伸试验装置的拉头部分仍需要进一步改进。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置。本专利技术解决所述技术问题的技术方案是，提供一种围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头，其特征在于该试样拉头包括球窝粘结头、防水胶带、内六角螺栓、球形螺帽、球形螺栓、球窝盖板和热塑管；所述球窝粘结头由两个直径不同的圆柱体构成；小直径圆柱体上端中心有一个半球空腔；所述球窝盖板为圆板状结构，其尺寸与球窝粘结头的小直径圆柱体相同，其下端面中心开有球缺空腔，上端面中心开有球窝盖板通孔，球缺空腔与球窝盖板通孔连通；所述球形螺栓由螺杆和球头连接构成；所述螺杆外表面有外螺纹，上端中心有一多边形孔；所述球形螺帽由六角螺帽和球缺连接构成；球形螺帽中心被球形螺帽螺纹孔贯通；所述球窝粘结头的大直径圆柱体的下端面与岩石试样粘结；所述球形螺栓的螺杆依次穿过球窝盖板的球缺空腔和球窝盖板通孔，球头位于球窝盖板的球缺空腔中；所述球窝盖板的下端面通过内六角螺栓与球窝粘结头的小直径圆柱体上端面固定连接，进而将球形螺栓的球头固定于球缺空腔与半球空腔组成的空腔中，形成球绞结构；所述防水胶带紧密缠绕在球窝盖板外缘和球窝粘结头的小直径圆柱体外缘上，直至与球窝粘结头的大直径圆柱体平齐；所述热塑管包裹岩石试样、球窝粘结头和球窝盖板；螺杆穿入岩石拉伸试验装置中；球形螺帽通过球形螺帽螺纹孔与螺杆的外螺纹连接。一种围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头的安装辅助装置，其特征在于该安装辅助装置包括固定板手和六角套筒扳手；所述固定板手由相互垂直的固定手杆和方杆组成；方杆的截面与多边形孔的形状相同；所述六角套筒扳手由旋转手杆和套筒组成；所述套筒的下端面中心开有六棱柱空腔，上端面中心开有六角套筒通孔；六角套筒通孔和六棱柱空腔连通；所述固定板手的方杆依次穿过套筒的六角套筒通孔和六棱柱空腔。一种围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头的安装步骤，其特征在于具体步骤如下：步骤1、球窝粘结头的大直径圆柱体的下端面与岩石试样用高强度胶粘结；步骤2、球形螺栓的螺杆穿过球窝盖板中心的球缺空腔和球窝盖板通孔后，将球形螺栓的球头放置于球窝粘结头的半球空腔中；步骤3、球窝盖板的下端面通过内六角螺栓与球窝粘结头的小直径圆柱体上端面固定连接，进而将球形螺栓的球头固定于球缺空腔与半球空腔组成的空腔中，形成球绞结构；步骤4、球形螺栓与球窝粘结头和球窝盖板形成球绞结构后，将球形螺栓的螺杆穿入岩石拉伸试验装置中，将球形螺帽旋上球形螺栓，用固定板手的方杆插入球形螺栓的多边形孔中，再将六角套筒扳手的套筒插入球形螺帽的六角螺帽中，手握固定板手的固定手杆使球形螺栓固定，手持六角套筒扳手的旋转手杆，旋紧球形螺帽；完成试样拉头在岩石拉伸试验装置上的安装。与现有技术相比，本专利技术有益效果在于：1、球窝粘结头、球窝盖板和球形螺栓形成球绞，在岩石拉伸试验装置的上下两端各增加了一个偏心调节结构，保证试样轴向受拉和试样中心受拉，提高实验准确性；2、球窝粘结头、球窝盖板和球形螺栓形成球绞，在将球形螺帽旋上球形螺栓的过程中，球形螺栓可在球窝粘结头、球窝盖板形成的空腔内自由移动，有效避免了现有实验安装过程中产生的扭矩对岩石的破坏；3、防水胶带紧密缠绕在球窝粘结头和球窝盖板组成的的小直径圆柱体上，利用防水胶带良好的密封性，有效防止高压油液从拉头两端渗入岩石试样；4、由固定扳手和六角套筒扳手组成的安装辅助装置，可以方便快速地安装改进后的试样拉头，从而提高实验效率。5、该试样拉头和安装辅助装置解决现有实验过程中存在的易产生扭矩、偏心调节能力弱、渗油等问题，从而提高实验的准确性。附图说明图1为本专利技术围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置一种实施例的岩石拉伸试验装置的整体结构示意图；图2为本专利技术围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置一种实施例的试样拉头的整体结构示意图；图3为本专利技术围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置一种实施例的球窝粘结头轴测示意图；图4为本专利技术围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置一种实施例的球窝粘结头俯视示意图；图5为本专利技术围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置一种实施例的球窝粘结头剖面示意图；图6为本专利技术围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置一种实施例的球形螺帽轴测示意图；图7为本专利技术围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置一种实施例的球形螺帽俯视示意图；图8为本专利技术围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置一种实施例的球形螺帽剖面示意图；图9为本专利技术围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置一种实施例的球形螺栓轴测示意图；图10为本专利技术围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置一种实施例的球窝盖板轴测示意图；图11为本专利技术围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置一种实施例的球窝盖板俯视示意图；图12为本专利技术围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置一种实施例的球窝盖板剖面示意图；图13为本专利技术围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置一种实施例的安装辅助装置整体结构示意图；图14为本专利技术围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置一种实施例的固定扳手轴测示意图；图15为本专利技术围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头及其安装辅助装置一种实施例的六角套筒扳手轴测示意图；(图中：1、岩石拉伸试验装置；2、岩石试样；3、球窝粘结头；301、半球空腔；302、球窝粘结头螺纹孔；4、防水胶带；5、内六角螺栓；6、球形螺帽；601、六角螺帽；602、球形螺帽螺纹孔；603、球缺；7、球形螺栓；701、多边形孔；702、螺杆；703、球头；8、球窝盖板；801、球缺空腔；802、球窝盖板螺纹孔；803、球窝盖板通孔；9、热塑管；10、固定扳手；1001、固定手杆；1002、方杆；11、六角套筒扳手；1101、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头，其特征在于该试样拉头包括球窝粘结头、防水胶带、内六角螺栓、球形螺帽、球形螺栓、球窝盖板和热塑管；所述球窝粘结头由两个直径不同的圆柱体构成；小直径圆柱体上端中心有一个半球空腔；所述球窝盖板为圆板状结构，其尺寸与球窝粘结头的小直径圆柱体相同，其下端面中心开有球缺空腔，上端面中心开有球窝盖板通孔，球缺空腔与球窝盖板通孔连通；所述球形螺栓由螺杆和球头连接构成；所述螺杆外表面有外螺纹，上端中心有一多边形孔；所述球形螺帽由六角螺帽和球缺连接构成；球形螺帽中心被球形螺帽螺纹孔贯通；所述球窝粘结头的大直径圆柱体的下端面与岩石试样粘结；所述球形螺栓的螺杆依次穿过球窝盖板的球缺空腔和球窝盖板通孔，球头位于球窝盖板的球缺空腔中；所述球窝盖板的下端面通过内六角螺栓与球窝粘结头的小直径圆柱体上端面固定连接，进而将球形螺栓的球头固定于球缺空腔与半球空腔组成的空腔中，形成球绞结构；所述防水胶带紧密缠绕在球窝盖板外缘和球窝粘结头的小直径圆柱体外缘上，直至与球窝粘结头的大直径圆柱体平齐；所述热塑管包裹岩石试样、球窝粘结头和球窝盖板；螺杆穿入岩石拉伸试验装置中；球形螺帽通过球形螺帽螺纹孔与螺杆的外螺纹连接。...

【技术特征摘要】
1.一种围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头，其特征在于该试样拉头包括球窝粘结头、防水胶带、内六角螺栓、球形螺帽、球形螺栓、球窝盖板和热塑管；所述球窝粘结头由两个直径不同的圆柱体构成；小直径圆柱体上端中心有一个半球空腔；所述球窝盖板为圆板状结构，其尺寸与球窝粘结头的小直径圆柱体相同，其下端面中心开有球缺空腔，上端面中心开有球窝盖板通孔，球缺空腔与球窝盖板通孔连通；所述球形螺栓由螺杆和球头连接构成；所述螺杆外表面有外螺纹，上端中心有一多边形孔；所述球形螺帽由六角螺帽和球缺连接构成；球形螺帽中心被球形螺帽螺纹孔贯通；所述球窝粘结头的大直径圆柱体的下端面与岩石试样粘结；所述球形螺栓的螺杆依次穿过球窝盖板的球缺空腔和球窝盖板通孔，球头位于球窝盖板的球缺空腔中；所述球窝盖板的下端面通过内六角螺栓与球窝粘结头的小直径圆柱体上端面固定连接，进而将球形螺栓的球头固定于球缺空腔与半球空腔组成的空腔中，形成球绞结构；所述防水胶带紧密缠绕在球窝盖板外缘和球窝粘结头的小直径圆柱体外缘上，直至与球窝粘结头的大直径圆柱体平齐；所述热塑管包裹岩石试样、球窝粘结头和球窝盖板；螺杆穿入岩石拉伸试验装置中；球形螺帽通过球形螺帽螺纹孔与螺杆的外螺纹连接。2.一种权利要求1所述的围压作用下岩石拉伸试验的试样拉头的安装辅助装置，其特征在于该安装辅助装置包括固定板手和六角套筒扳手；所述固定板手由相互垂直的固定手杆和方杆组成；方杆的截面与多...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄达，岑夺丰，宋宜祥，陈福勇，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12