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一种带动力局部载荷作用的岩石强度测试系统技术方案

技术编号:18695813 阅读:54 留言:0更新日期:2018-08-18 15:27
本实用新型专利技术涉及一种带动力局部载荷作用的岩石强度测试系统,与常规的岩石强度测试系统相比,效果极为明显。本实用新型专利技术满足轴向荷载保持一定水平,利用动载局部作用杆对岩石试样进行轴向的动力局部作用,从而提高对岩石力学强度的研究水平。本实用新型专利技术满足常规岩石强度测试系统同步施加高频率的动力局部荷载的要求,并且可以实现动力局部荷载及围压同步加载伺服控制、试验数据自动采集。本实用新型专利技术稳定、可靠性较高,值得在进行深部岩石力学性质研究的实验室中推广应用。

A rock strength testing system with dynamic local load

The utility model relates to a rock strength testing system with dynamic local load. Compared with the conventional rock strength testing system, the effect is obvious. The utility model satisfies the requirement that the axial load is maintained at a certain level, and the dynamic local action of the dynamic local action bar on the rock specimen is carried out, thereby improving the research level of the rock mechanical strength. The utility model satisfies the requirement of synchronous application of high frequency dynamic local load by conventional rock strength testing system, and can realize servo control of synchronous loading of dynamic local load and confining pressure, and automatic collection of test data. The utility model has the advantages of stability and high reliability, and is worth popularizing and applying in the laboratory for studying the mechanical properties of deep rock.

【技术实现步骤摘要】
一种带动力局部载荷作用的岩石强度测试系统
本技术涉及岩石或者砼的力学性能的测试技术,更具体地说,涉及一种带动力局部载荷作用的岩石强度测试系统。
技术介绍
岩石作为构成地壳的主要物质之一,与当前的地下工程、水力工程及重大深部工程建设密切相关。进行岩石的力学特性以及破坏特性的研究,了解岩石材料的特征,有助于指导工程实际建设。而岩石力学强度是岩石材料一项最基本的性质,研究岩石力学强度,不断改进研究岩石力学的技术手段,对于促进岩石力学的发展有重大意义。深部岩体的开采与利用常涉及到强烈的地质作用,强烈的动力作用会破坏矿产资源所处的应力环境,影响深部岩体的物理力学特性以及稳定性。动荷载作用下的岩土本身积聚的高应力能量释放常引发重大的灾害。因此,研究动荷载状态下的岩石的变形破坏及力学特性具有重大意义。现有技术中常用的岩石强度测试系统主要由轴压系统、围压系统和控制系统组成,工作原理是通过轴向系统对试样施加轴向压力,通过压力室对试样施加围压,同时通过控制系统使试样的上、下端面移动,进而模拟出处岩石试样在各种复杂工况下的力学特性及破坏模式。现有技术的岩石强度测试系统虽然可以模拟出不同工况下的岩石破坏特性,但是没有考虑围压和动荷载两者协同作用对岩石的影响。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足,提供一种带动力局部载荷作用的岩石强度测试系统,满足轴向荷载保持一定水平,利用动载局部作用杆对岩石试样进行轴向的动力局部作用,从而提高对岩石力学强度的研究水平。本技术的技术方案如下:一种带动力局部载荷作用的岩石强度测试系统,包括主加载框架、轴压系统、动载局部作用围压系统,动载局部作用围压系统设置有动载局部作用压力室、动载局部作用杆,动载局部作用压力室包括压力室主体、橡皮套筒、上压块、下压块,橡皮套筒设置于压力室主体的内壁,与压力室主体围成油压腔,压力室主体开设有与油压腔相通的进油口,岩石试样设置在橡皮套筒内,上压块、下压块分别从压力室主体的上端、下端穿入,与岩石试样的上表面、下表面相抵;动载局部作用杆的一端与轴压系统连接,另一端与上压块连接,轴压系统通过动载局部作用杆向岩石试样施加动力局部载荷。作为优选,压力室主体包括压力室套筒、压力室上盖、压力室下盖,压力室上盖、压力室下盖分别密封设置于压力室套筒的上端开口与下端开口;压力室上盖、压力室下盖分别开设有通孔,上压块、下压块分别从压力室上盖、压力室下盖的通孔穿入。作为优选,轴压系统包括加载顶油缸、加载底油缸、位移传感器、动载力传感器,加载顶油缸设置在主加载框架顶部,加载底油缸设置在主加载框架的底座上,位于动载局部作用压力室的下方,位移传感器设置于动载顶油缸上,用于采集轴向位移数据,动载力传感器设置于加载顶油缸的输出端,用于采集动力局部荷载的大小。作为优选,动载局部作用围压系统包括动载局部作用加载框架、动载局部作用压力室、动载局部作用杆、负荷传感器,动载局部作用加载框架安装于加载顶油缸的输出端,动载局部作用杆穿设于动载局部作用加载框架,一端与加载顶油缸的输出端连接,另一端与上压块连接,负荷传感器设置于动载局部作用加载框架下表面,用于采集轴向荷载数据。作为优选,动载局部作用围压系统还包括动载局部作用小车,动载局部作用小车通过滑轨与主加载框架滑动连接;设置为一体的动载局部作用加载框架、动载局部作用压力室、动载局部作用杆安装于动载局部作用小车上。作为优选,还包括不带动力局部载荷作用的围压室、通过滑轨与主加载框架滑动连接的常规测试小车;使用围压室时,将设置为一体的动载局部作用加载框架、动载局部作用压力室、动载局部作用杆从主加载框架解除连接,并将动载局部作用小车推出,然后将安装有围压室的常规测试小车推入,将围压室与主加载框架连接。本技术的有益效果如下:本技术所述的带动力局部载荷作用的岩石强度测试系统,与常规的岩石强度测试系统相比,效果极为明显。本技术满足轴向荷载保持一定水平,利用动载局部作用杆对岩石试样进行轴向的动力局部作用,从而提高对岩石力学强度的研究水平。本技术满足常规岩石强度测试系统同步施加高频率的动力局部荷载的要求,并且可以实现动力局部荷载及围压同步加载伺服控制、试验数据自动采集。本技术稳定、可靠性较高,值得在进行深部岩石力学性质研究的实验室中推广应用。附图说明图1是带动力局部荷载的岩石强度测试系统主体结构的剖视图;图2是带动力局部荷载的岩石强度测试系统主体结构的俯视图;图3是动载局部作用压力室的结构剖视图;图中:10是主加载框架,11是底座,20是动载顶油缸,21是位移传感器,22是动载力传感器,23是加载底油缸,30是动载局部作用压力室,301是上压块,302是下压块,303是橡皮套筒,304是压力室套筒,305是进油口,306是压力室上盖,307是压力室下盖,31是动载局部作用杆,32是动载局部作用加载框架,33是负荷传感器,34是动载局部作用小车,40是岩石试样。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术进行进一步的详细说明。本技术为了解决现有技术无法满足轴向动荷载与围压同步控制功能的缺失,提供一种带动力局部载荷作用的岩石强度测试系统,满足轴向荷载保持一定水平,利用动载局部作用杆对岩石试样进行轴向的动力局部作用,从而提高对岩石力学强度的研究水平。如图1、图2所示,所述的带动力局部载荷作用的岩石强度测试系统,包括主加载框架10(本实施例中,最大负荷为200kN)、轴压系统、动载局部作用围压系统,轴压系统用于提供轴压,动载局部作用围压系统用于同时实现围压与局部载荷作用。轴压系统包括加载顶油缸20(本实施例中,最大输出为300kN)、加载底油缸23、位移传感器21、动载力传感器22(本实施例中,最大量程为500kN),加载顶油缸20设置在主加载框架10顶部,加载底油缸23设置在主加载框架10的底座11上,位于动载局部作用压力室30的下方,通过伺服油源提供一定的力或位移进行轴向加载,施加的荷载大小可由负荷传感器33反馈至计算机。位移传感器21设置于动载顶油缸20上,用于采集轴向位移数据并通过数据传输导线将位移数据传输至电子计算机,动载力传感器22设置于加载顶油缸20的输出端,用于采集动力局部荷载的大小并进行监测。动载局部作用围压系统包括动载局部作用加载框架32、动载局部作用压力室30、动载局部作用杆31、负荷传感器33(本实施例中,最大量程为2000kN)。如图3所示,动载局部作用压力室30包括压力室主体、橡皮套筒303、上压块301、下压块302,橡皮套筒303设置于压力室主体的内壁,与压力室主体围成油压腔,压力室主体开设有与油压腔相通的进油口305,岩石试样设置在橡皮套筒303内,上压块301、下压块302分别从压力室主体的上端、下端穿入,与岩石试样的上表面、下表面相抵;动载局部作用杆31的一端与轴压系统连接,另一端与上压块301连接,轴压系统通过动载局部作用杆31向岩石试样施加动力局部载荷。压力室主体包括压力室套筒304、压力室上盖306、压力室下盖307,压力室上盖306、压力室下盖307分别密封设置于压力室套筒304的上端开口与下端开口;压力室上盖306、压力室下盖307分别开设有通孔,上压块301、下压块302分别从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带动力局部载荷作用的岩石强度测试系统,其特征在于,包括主加载框架、轴压系统、动载局部作用围压系统,动载局部作用围压系统设置有动载局部作用压力室、动载局部作用杆,动载局部作用压力室包括压力室主体、橡皮套筒、上压块、下压块,橡皮套筒设置于压力室主体的内壁,与压力室主体围成油压腔,压力室主体开设有与油压腔相通的进油口,岩石试样设置在橡皮套筒内,上压块、下压块分别从压力室主体的上端、下端穿入,与岩石试样的上表面、下表面相抵;动载局部作用杆的一端与轴压系统连接,另一端与上压块连接,轴压系统通过动载局部作用杆向岩石试样施加动力局部载荷。

【技术特征摘要】
1.一种带动力局部载荷作用的岩石强度测试系统,其特征在于,包括主加载框架、轴压系统、动载局部作用围压系统,动载局部作用围压系统设置有动载局部作用压力室、动载局部作用杆,动载局部作用压力室包括压力室主体、橡皮套筒、上压块、下压块,橡皮套筒设置于压力室主体的内壁,与压力室主体围成油压腔,压力室主体开设有与油压腔相通的进油口,岩石试样设置在橡皮套筒内,上压块、下压块分别从压力室主体的上端、下端穿入,与岩石试样的上表面、下表面相抵;动载局部作用杆的一端与轴压系统连接,另一端与上压块连接,轴压系统通过动载局部作用杆向岩石试样施加动力局部载荷。2.根据权利要求1所述的带动力局部载荷作用的岩石强度测试系统,其特征在于,压力室主体包括压力室套筒、压力室上盖、压力室下盖,压力室上盖、压力室下盖分别密封设置于压力室套筒的上端开口与下端开口;压力室上盖、压力室下盖分别开设有通孔,上压块、下压块分别从压力室上盖、压力室下盖的通孔穿入。3.根据权利要求1所述的带动力局部载荷作用的岩石强度测试系统,其特征在于,轴压系统包括加载顶油缸、加载底油缸、位移传感器、动载力传感器,加载顶油缸设置在主加载框架顶部,加载底油缸设置在主加载框架的底座上,位于动载局部作用压力室的下方,位移传感器设置于动载...

【专利技术属性】
技术研发人员:林春俞缙陈旭蔡燕燕刘士雨
申请(专利权)人:华侨大学
类型:新型
国别省市:福建,35

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