双轴多功能加卸载实验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种双轴多功能加卸载实验系统，包括刚性约束框，刚性约束框内设有两组正交设置的加压装置，刚性约束框的中央设有试件。刚性约束框包括刚性约束边框和刚性底座。加压装置包括加压腔体和加压活塞，加压活塞的伸出端设有多根滚轴，加压装置包括三种规格，三种规格的宽度依次为300mm、150mm、75mm，可以采用加卸压设置方式或直剪设置方式，能实现双轴加载模式、双轴加载后单向卸载模式、直剪模式、循环加卸载模式、双轴加载后单向分步卸载模式等实验模式。结构简易、操作简单实用，可用于土木工程、水电水利、材料科学、煤炭安全开采等领域的科学研究与工程应用等。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种双轴多功能加卸载实验系统，包括刚性约束框，刚性约束框内设有两组正交设置的加压装置，刚性约束框的中央设有试件。刚性约束框包括刚性约束边框和刚性底座。加压装置包括加压腔体和加压活塞，加压活塞的伸出端设有多根滚轴，加压装置包括三种规格，三种规格的宽度依次为300mm、150mm、75mm，可以采用加卸压设置方式或直剪设置方式，能实现双轴加载模式、双轴加载后单向卸载模式、直剪模式、循环加卸载模式、双轴加载后单向分步卸载模式等实验模式。结构简易、操作简单实用，可用于土木工程、水电水利、材料科学、煤炭安全开采等领域的科学研究与工程应用等。【专利说明】双轴多功能加卸载实验系统
本专利技术涉及一种加卸载系统及其操作方法，尤其涉及一种双轴多功能加卸载实验系统。
技术介绍
针对当前土木工程中混凝土试样、岩土工程中土样在各种载荷下强度的测定及其科学研究；针对水电水利、煤炭安全开采、地铁隧道等领域巷道围岩强度的测定，特别是巷道爆破掘进、煤层动态开采过程中岩体的破坏规律研究等方面对试验加载设备和系统提出不同的需求。目前,单轴加载系统、双轴加载系统和三轴加载系统多种多样,但要么结构复杂、操作繁琐且成本昂贵，加卸载模式单一；且对于更能反映煤矿动态开采过程的单向逐步卸载破坏模式、双轴循环加卸载模式等加卸载模式均未能涉及。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种结构简易、操作简单实用的双轴多功能加卸载实验系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:本专利技术的双轴多功能加卸载实验系统，包括刚性约束框，所述刚性约束框内设有两组正交设置的加压装置，所述刚性约束框的中央设有试件。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的双轴多功能加卸载实验系统，由于包括刚性约束框，所述刚性约束框内设有两组正交设置的加压装置，所述刚性约束框的中央设有试件，结构简易、操作简单实用。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术实施例提供的双轴多功能加卸载实验系统的平面布置结构示意图；图2为本专利技术实施例一的加卸压设置方式示意图；图3为本专利技术实施例二的直剪设置方式示意图；图4为本专利技术实施例中刚性约束框的俯视结构示意图；图5为本专利技术实施例中刚性约束框的侧视结构示意图；图6为本专利技术实施例中加压装置BI的俯视剖面结构示意图；图7为本专利技术实施例中加压装置BI的侧视剖面结构示意图；图8为本专利技术实施例中加压装置B2的俯视剖面结构示意图；图9为本专利技术实施例中加压装置B2的侧视剖面结构示意图；图10为本专利技术实施例中加压装置B3的俯视剖面结构示意图；图11为本专利技术实施例中加压装置B3的侧视剖面结构示意图。图中:A-刚性约束框，Al-刚性约束边框，A2-刚性底座，B1、B2、B3_加压装置，C-试件；a-加压腔体，b-加压活塞，C-加压腔头，d-压力表，e-加压阀门，f_橡胶密封圈，g-滚轴。【具体实施方式】 下面将对本专利技术实施例作进一步地详细描述。本专利技术的双轴多功能加卸载实验系统，其较佳的【具体实施方式】是:包括刚性约束框，所述刚性约束框内设有两组正交设置的加压装置，所述刚性约束框的中央设有试件。所述的刚性约束框包括刚性约束边框和刚性底座，所述刚性约束边框焊接在所述刚性底座上，所述刚性约束边框为内八边形、外正方形结构，所述刚性约束边框和刚性底座的材质为硬质钢材。所述加压装置包括加压腔体和加压活塞，所述加压腔体的封闭端设有加压腔头，所述加压活塞的伸出端设有多根滚轴，所述滚轴与所述刚性约束边框的内侧壁接触，所述加压腔头与所述试件接触，所述加压活塞的内端与所述加压腔体的内壁之间设有两圈密封圈，所示加压腔体的顶面外壁设有压力表和加压阀门。所述加压装置包括三种规格，分别为第一加压装置、第二加压装置和第三加压装置，所述第一加压装置、第二加压装置和第三加压装置的高度和长度均相同，所述第一加压装置的宽度为300mm,所述第二加压装置的宽度为150mm,所述第三加压装置的宽度为75mm0所述两组加压装置的布置方式为加卸压设置方式或直剪设置方式；所述加卸压设置方式中，两组加压装置分别为两个第一加压装置对轴设置和一个第一加压装置与四个第三加压装置对轴设置；所述直剪设置方式中，两组加压装置分别为两个第一加压装置对轴设置和两个第二加压装置交错设置。该系统能实现以下任一种或多种加卸载试验模式:双轴加载模式、双轴加载后单向卸载模式、直剪模式、循环加卸载模式、双轴加载后单向分步卸载模式；所述双轴加载模式包括:加压装置采用加卸压设置方式，对两组加压装置同时加压；所述的双轴加载后单向卸载模式包括:加压装置采用加卸压设置方式，先对两组加压装置同时加压，然后对两个对轴设置的第一加压装置卸压；所述的直剪模式包括:加压装置采用直剪设置方式，先对两个对轴设置的第一加压装置加压，然后对两个交错设置的第二加压装置加压；所述的循环加卸载模式包括:加压装置采用加卸压设置方式，对对轴设置的一个第一加压装置和四个第三加压装置加压，同时对两个对轴设置的第一加压装置施加循环荷载；所述的双轴加载后单向分步卸载模式包括:加压装置采用加卸压设置方式，先对两组加压装置同时加压，然后对四个第三加压装置逐个卸压。本专利技术的双轴多功能加卸载实验系统，结构简易、操作简单实用，可用于土木工程、水电水利、材料科学、煤炭安全开采等领域的科学研究与工程应用等。其有益效果是:1.系统结构相对简单，取材较为普遍，制作与生产成本较为低廉；2.两种加压装置设置方式较为灵活与新颖，只需更换加载装置即可在加卸压模式与直剪模式之间切换，无须更换实验设备；3.系统的多功能性，一种系统能提供多种试验机的功能，体现出本专利技术的优越性，特别是能其中的双轴加载后单向分步卸载模式可以模拟煤矿动态开采过程中岩体的破坏，这是目前其他任何一种试验机都不具备的功能。具体实施例:如图1、图2、图3、图4、图5所示，包括刚性约束框A和两组加压装置。刚性约束框包括刚性约束边框Al和刚性底座A2，所述的刚性约束边框Al和刚性底座A2须采用硬质钢材，所述的刚性约束边框Al为外方形内八边形，外方形边长Ll=1800mm,内八边形尺寸L2=400mm,所述的刚性约束边框Al壁厚L3=300mm、壁高hl=300mm。所述的刚性底座A2为与所述刚性约束边框Al等边方形，厚度h2=150mm。所述的刚性约束边框Al和刚性底座A2焊接连接为整体。所述的两组加压装置双向正交设置于刚性约束边框Al内，每组加压装置可以由三种加压装置B1、B2、B3组合而成。如图6、图7、图8、图9、图10、图11所示，三种加压装置B1、B2、B3均为长方体，长L4=300mmo包括加压腔体a、加压活塞b和加压腔头c,所述的加压活塞b长L5=250mm,所述的加压腔体a壁厚IOmm,加压腔头c厚L6=100mm。第一加压装置BI截面尺寸Tl=300mm、Sl=300mm ;第二加压装置B2截面尺寸T2=150mm、S2=300mm ;第三加压装置 B3 截面尺寸 T3=75mm、S3=300mm。所述的加压活塞b的油缸一端附有两层橡胶密封圈f，间距为12mm，第一层距离加压端9mm,另一端由直径为20mm、间距4mm滚轴g构成的可定向滑动的端头。加压腔体顶面中部设置有压力表d和加压阀门e。具体实施例中，设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：左建平，王兆丰，熊国军，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：