一种适用于真三轴拉伸试验的岩石试样夹具及使用方法技术

一种适用于真三轴拉伸试验的岩石试样夹具及使用方法，夹具包括法向定位底座、下夹块、上夹块、左夹块、右夹块以及由左压板、左拉板、右压板、右拉板和四根传力杆组成的压力转换拉力组件。方法为：将试样粘接在左右夹块之间；在下上夹块夹持面涂抹减摩材料，将下上夹块分别扣合到试样上下表面，将四个夹块与试样栓接成组合体；在试样前后表面涂抹密封胶后烘干，拆下组合体上的螺栓；先分别将左拉板与左夹块、右拉板与右夹块固连在一起，再依次安装四个传力杆、左压板及右压板；将法向定位底座安装到压力室内部下压头上，将组合体下夹块安装到法向定位底座上，封闭压力室，依次施加围压、法向应力及最小主应力方向的拉应力，直至试样发生拉伸破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于真三轴拉伸试验的岩石试样夹具及使用方法
本专利技术属于岩石力学实验
，特别是涉及一种适用于真三轴拉伸实验的岩石试样夹具及使用方法。
技术介绍
岩石材料的受拉性能远不及受压性能好，地下岩体工程开挖，岩体破坏大部分是由于拉伸破坏导致的，且受拉破坏机制直接决定了岩体工程的稳定性和完全性。目前，岩石拉伸实验主要分为单轴拉伸实验、巴西劈裂实验及常规三轴拉伸实验。对于单轴拉伸实验来说，由于岩石承受的真实地应力多为三维应力，而单轴拉伸实验完全没有考虑中间主应力和最小主应力，实验结果很难反映真实情况。对于巴西劈裂实验来说，岩石试样的应力状态很复杂，与单轴拉伸时的应力状态相去甚远，导致实验中测得的抗拉强度与真实值存在较大差距。对于常规三轴拉伸实验来说，由于应力状态始终有两个侧向应力是相等的，同样与实际情况不符。因此，有必要开展真三轴条件下的岩石拉伸实验，才能获得最接近真实地应力环境下的岩石拉伸力学特性，但是目前并没有能够满足真三轴拉伸实验的岩石试样夹具。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种适用于真三轴拉伸试验的岩石试样夹具及使用方法，可有效满足岩石试样进行真三轴拉伸实验，使岩石试样具备了在三维应力条件下进行拉伸破坏的能力，对构建三维拉伸强度准则具有重大意义，对现场岩体工程开挖具有重要的指导意义。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种适用于真三轴拉伸试验的岩石试样夹具，包括法向定位底座、下夹块、上夹块、左夹块、右夹块、左压板、左拉板、右压板、右拉板、第一传力杆、第二传力杆、第三传力杆及第四传力杆；所述下夹块固装在法向定位底座上表面，所述上夹块位于下夹块正上方，岩石试样位于下夹块与上夹块中间；所述左夹块位于岩石试样左端，左夹块与上夹块及下夹块之间均通过螺栓相连；所述右夹块位于岩石试样右端，右夹块与上夹块及下夹块之间均通过螺栓相连；所述左拉板与左夹块通过螺栓固连在一起，所述右拉板与右夹块通过螺栓固连在一起；所述左压板位于左拉板外侧，在左拉板上开设有第一传力杆导向孔和第二传力杆导向孔；所述右压板位于右拉板外侧，在右拉板上开设有第三传力杆导向孔和第四传力杆导向孔；所述第一传力杆一端固连在右拉板上，第一传力杆另一端穿过第一传力杆导向孔与左压板相固连；所述第二传力杆一端固连在右拉板上，第二传力杆另一端穿过第二传力杆导向孔与左压板相固连；所述第三传力杆一端固连在左拉板上，第三传力杆另一端穿过第三传力杆导向孔与右压板相固连；所述第四传力杆一端固连在左拉板上，第四传力杆另一端穿过第四传力杆导向孔与右压板相固连；所述左压板、左拉板、右压板及右拉板相平行；所述第一传力杆、第二传力杆、第三传力杆及第四传力杆相平行且均匀分布；由所述左压板、左拉板、右压板、右拉板、第一传力杆、第二传力杆、第三传力杆及第四传力杆构成压力转换拉力组件。所述左夹块和右夹块的夹持面上均设置有试样限位凹槽，岩石试样的左端与左夹块的试样限位凹槽插装配合，岩石试样的右端与右夹块的试样限位凹槽插装配合。所述的适用于真三轴拉伸试验的岩石试样夹具的使用方法，包括如下步骤：步骤一：在左夹块夹持面的试样限位凹槽内均匀涂抹胶结剂，将岩石试样的左端插入涂抹有胶结剂的试样限位凹槽内，直到胶结剂完全固化，使岩石试样与左夹块固连在一起；步骤二：在右夹块夹持面的试样限位凹槽内均匀涂抹胶结剂，将岩石试样的右端插入涂抹有胶结剂的试样限位凹槽内，直到胶结剂完全固化，使岩石试样与右夹块固连在一起；步骤三：在下夹块和上夹块的夹持面上涂抹减摩材料；步骤四：将涂抹有减摩材料的上夹块夹持面扣合到岩石试样上表面，利用螺栓将上夹块与左夹块和右夹块固连在一起；步骤五：将涂抹有减摩材料的下夹块夹持面扣合到岩石试样下表面，利用螺栓将下夹块与左夹块和右夹块固连在一起，此时由岩石试样、下夹块、上夹块、左夹块和右夹块构成组合体；步骤六：在岩石试样的前表面和后表面均匀涂抹密封胶；步骤七：将涂抹了密封胶的组合体送入烘干箱内，直到密封胶完全固化；步骤八：将连接下夹块与左夹块和右夹块的螺栓卸下，将连接上夹块与左夹块和右夹块的螺栓卸下；步骤九：通过螺栓将左拉板与左夹块固连在一起，通过螺栓将右拉板与右夹块固连在一起，再依次完成第一传力杆、第二传力杆、第三传力杆、第四传力杆、左压板及右压板的安装；步骤十：先将法向定位底座安装到真三轴试验机的压力室内部的下压头上，再将组合体的下夹块安装到法向定位底座上；步骤十一：封闭压力室，先进行围压加载，模拟中间主应力方向的压应力，再进行法向应力加载，模拟最大主应力方向的压应力，最后进行水平向应力加载，用于模拟最小主应力方向的拉应力，直至岩石试样发生拉伸破坏。本专利技术的有益效果：本专利技术的适用于真三轴拉伸试验的岩石试样夹具及使用方法，可有效满足岩石试样进行真三轴拉伸实验，使岩石试样具备了在三维应力条件下进行拉伸破坏的能力，对构建三维拉伸强度准则具有重大意义，对现场岩体工程开挖具有重要的指导意义。附图说明图1为本专利技术的一种适用于真三轴拉伸试验的岩石试样夹具的正视图；图2为本专利技术的一种适用于真三轴拉伸试验的岩石试样夹具的正向剖视图；图3为本专利技术的压力转换拉力组件的立体图；图中，1—法向定位底座，2—下夹块，3—上夹块，4—左夹块，5—右夹块，6—左压板，7—左拉板，8—右压板，9—右拉板，10—第一传力杆，11—第二传力杆，12—第三传力杆，13—第四传力杆，14—岩石试样。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。如图1～3所示，一种适用于真三轴拉伸试验的岩石试样夹具，包括法向定位底座1、下夹块2、上夹块3、左夹块4、右夹块5、左压板6、左拉板7、右压板8、右拉板9、第一传力杆10、第二传力杆11、第三传力杆12及第四传力杆13；所述下夹块2固装在法向定位底座1上表面，所述上夹块3位于下夹块2正上方，岩石试样14位于下夹块2与上夹块3中间；所述左夹块4位于岩石试样14左端，左夹块4与上夹块3及下夹块2之间均通过螺栓相连；所述右夹块5位于岩石试样14右端，右夹块5与上夹块3及下夹块2之间均通过螺栓相连；所述左拉板7与左夹块4通过螺栓固连在一起，所述右拉板9与右夹块5通过螺栓固连在一起；所述左压板6位于左拉板7外侧，在左拉板7上开设有第一传力杆导向孔和第二传力杆导向孔；所述右压板8位于右拉板9外侧，在右拉板9上开设有第三传力杆导向孔和第四传力杆导向孔；所述第一传力杆10一端固连在右拉板9上，第一传力杆10另一端穿过第一传力杆导向孔与左压板6相固连；所述第二传力杆11一端固连在右拉板9上，第二传力杆11另一端穿过第二传力杆导向孔与左压板6相固连；所述第三传力杆12一端固连在左拉板7上，第三传力杆12另一端穿过第三传力杆导向孔与右压板8相固连；所述第四传力杆13一端固连在左拉板7上，第四传力杆13另一端穿过第四传力杆导向孔与右压板8相固连；所述左压板6、左拉板7、右压板8及右拉板9相平行；所述第一传力杆10、第二传力杆11、第三传力杆12及第四传力杆13相平行且均匀分布；由所述左压板6、左拉板7、右压板8、右拉板9、第一传力杆10、第二传力杆11、第三传力杆12及第四传力杆13构成压力转换拉力组件。所述左夹块4和右夹块5的夹持面上均设置有试样限位凹槽，岩石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于真三轴拉伸试验的岩石试样夹具，其特征在于：包括法向定位底座、下夹块、上夹块、左夹块、右夹块、左压板、左拉板、右压板、右拉板、第一传力杆、第二传力杆、第三传力杆及第四传力杆；所述下夹块固装在法向定位底座上表面，所述上夹块位于下夹块正上方，岩石试样位于下夹块与上夹块中间；所述左夹块位于岩石试样左端，左夹块与上夹块及下夹块之间均通过螺栓相连；所述右夹块位于岩石试样右端，右夹块与上夹块及下夹块之间均通过螺栓相连；所述左拉板与左夹块通过螺栓固连在一起，所述右拉板与右夹块通过螺栓固连在一起；所述左压板位于左拉板外侧，在左拉板上开设有第一传力杆导向孔和第二传力杆导向孔；所述右压板位于右拉板外侧，在右拉板上开设有第三传力杆导向孔和第四传力杆导向孔；所述第一传力杆一端固连在右拉板上，第一传力杆另一端穿过第一传力杆导向孔与左压板相固连；所述第二传力杆一端固连在右拉板上，第二传力杆另一端穿过第二传力杆导向孔与左压板相固连；所述第三传力杆一端固连在左拉板上，第三传力杆另一端穿过第三传力杆导向孔与右压板相固连；所述第四传力杆一端固连在左拉板上，第四传力杆另一端穿过第四传力杆导向孔与右压板相固连；所述左压板、左拉板、右压板及右拉板相平行；所述第一传力杆、第二传力杆、第三传力杆及第四传力杆相平行且均匀分布；由所述左压板、左拉板、右压板、右拉板、第一传力杆、第二传力杆、第三传力杆及第四传力杆构成压力转换拉力组件。...

【技术特征摘要】
1.一种适用于真三轴拉伸试验的岩石试样夹具，其特征在于：包括法向定位底座、下夹块、上夹块、左夹块、右夹块、左压板、左拉板、右压板、右拉板、第一传力杆、第二传力杆、第三传力杆及第四传力杆；所述下夹块固装在法向定位底座上表面，所述上夹块位于下夹块正上方，岩石试样位于下夹块与上夹块中间；所述左夹块位于岩石试样左端，左夹块与上夹块及下夹块之间均通过螺栓相连；所述右夹块位于岩石试样右端，右夹块与上夹块及下夹块之间均通过螺栓相连；所述左拉板与左夹块通过螺栓固连在一起，所述右拉板与右夹块通过螺栓固连在一起；所述左压板位于左拉板外侧，在左拉板上开设有第一传力杆导向孔和第二传力杆导向孔；所述右压板位于右拉板外侧，在右拉板上开设有第三传力杆导向孔和第四传力杆导向孔；所述第一传力杆一端固连在右拉板上，第一传力杆另一端穿过第一传力杆导向孔与左压板相固连；所述第二传力杆一端固连在右拉板上，第二传力杆另一端穿过第二传力杆导向孔与左压板相固连；所述第三传力杆一端固连在左拉板上，第三传力杆另一端穿过第三传力杆导向孔与右压板相固连；所述第四传力杆一端固连在左拉板上，第四传力杆另一端穿过第四传力杆导向孔与右压板相固连；所述左压板、左拉板、右压板及右拉板相平行；所述第一传力杆、第二传力杆、第三传力杆及第四传力杆相平行且均匀分布；由所述左压板、左拉板、右压板、右拉板、第一传力杆、第二传力杆、第三传力杆及第四传力杆构成压力转换拉力组件。2.根据权利要求1所述的一种适用于真三轴拉伸试验的岩石试样夹具，其特征在于：所述左夹块和右夹块的夹持面上均设置有试样限位凹槽，岩石试样的左端与左夹块的试样限位凹槽插装配合，岩石试样的右端与右...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯夏庭，赵骏，张希巍，杨成祥，江梦飞，潘海增，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21