本发明专利技术所述用于直接拉伸试验的岩块试件，其本体的上端面设置有以本体的中心为圆心的第一圆环形凹槽，本体的下端面设置有以本体的中心为圆心的第二圆环形凹槽，第一圆环形凹槽的外圈直径小于第二圆环形凹槽的内圈直径，且第一圆环形凹槽与第二圆环形凹槽部分交错，所述第一圆环形凹槽将本体的一部分分割成位于中心部位的第一圆台和环绕第一圆台的第一环形体，所述第二圆环形凹槽将本体的一部分分割成位于中心部位的第二圆台和环绕第二圆台的第二环形体。本发明专利技术所述岩石的直接拉伸试验方法，是将被测岩石制作成上述用于直接拉伸试验的岩块试件，然后将岩块试件放在岩石力学试验机的试验台上，通过对岩块试件加载压力使岩块试件发生拉伸破坏。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术所述用于直接拉伸试验的岩块试件，其本体的上端面设置有以本体的中心为圆心的第一圆环形凹槽，本体的下端面设置有以本体的中心为圆心的第二圆环形凹槽，第一圆环形凹槽的外圈直径小于第二圆环形凹槽的内圈直径，且第一圆环形凹槽与第二圆环形凹槽部分交错，所述第一圆环形凹槽将本体的一部分分割成位于中心部位的第一圆台和环绕第一圆台的第一环形体，所述第二圆环形凹槽将本体的一部分分割成位于中心部位的第二圆台和环绕第二圆台的第二环形体。本专利技术所述岩石的直接拉伸试验方法，是将被测岩石制作成上述用于直接拉伸试验的岩块试件，然后将岩块试件放在岩石力学试验机的试验台上，通过对岩块试件加载压力使岩块试件发生拉伸破坏。【专利说明】
本专利技术属于岩石拉伸强度测试领域，特别涉及用于直接拉伸试验的岩块试件及直接试验方法。
技术介绍
岩石和混凝土等脆性材料的抗拉强度远低于抗压强度，工程建设中岩石和混凝土等脆性材料的抗拉强度是需获得的基础参数。目前用于抗拉强度测试的方法有间接测试法和直接测试法。间接测试法是通过劈裂试验和计算分析，间接获得抗拉强度，此种方法虽然测试简单，利用常用的材料试验机即可进行测试，但该方法在对试件劈裂过程中沿预定加载方向破裂，而不一定沿试件中承载能力最小的部位破坏，因此其测得的抗拉强度并不能完全反映真实情况，对于明显层理方向及缺陷的岩石材料更是如此。 现有直接测试法包括粘接法和夹持法，虽然能使拉伸破坏沿试件内部承载力最低部位发生，测得的结果相对于间接测试法更为真实可靠，但粘接法的岩块试件为圆柱形，测试时用高强胶把试件两端的端面分别与两个金属头粘接在一起，通过拉伸两个金属头使试件发生拉断破坏；夹持法的岩块试件为哑铃形，测试时用两套夹具分别夹住试件的两端，然后通过拉伸两套夹具使试件发生拉断破坏。因而，存在以下问题:1、粘接法在粘接过程中，为了尽可能提高粘接成功率，需彻底清洁岩块试件和金属头的表面，并且需待试件已粘接一端的胶凝固后才可将试件另一端与另一金属头粘接，两端均粘接好后，需等到粘接胶的强度达到足够高后方可进行测试，而等待粘接胶强度增加需耗费数天，尽管如此，测试中仍有沿试件与金属头的粘接部位发生破坏的情况发生，导致测试失败；再者，粘接法很难确保拉伸应力完全平行拉伸试件轴心，导致被拉伸试件实际受力并非是完全真正的拉伸应力，影响测试结果的准确性。2、夹持法通常易在夹持部位产生应力集中，对于岩石等脆性材料，易在夹持部位发生夹持破碎或断裂。3、粘接法和夹持法均对测试设备要求较高，具有直接拉伸功能的设备才能使用粘接法和夹持法进行测试，因而限制了粘接法和夹持法的应用和推广。 综上所述，如何提高测试的成功率并获得岩石真实的直接拉伸强度仍是目前岩石和混凝土等脆性材料直接拉伸测试的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供用于直接拉伸试验的新型岩块试件及直接试验方法，以便在现有常规岩石力学试验机上实现岩石抗拉强度的测试，并提高岩石拉伸强度测试结果的准确性和达到高的测试成功率。 本专利技术所述用于直接拉伸试验的岩块试件，有以下两种，但它们属于一个总的构思。 1、第一种用于直接拉伸试验的岩块试件 该用于直接拉伸试验的岩块试件的本体为圆柱形或正四棱柱形，所述本体的上端面与下端面平行，本体的上端面设置有以本体的中心为圆心的第一圆环形凹槽，本体的下端面设置有以本体的中心为圆心的第二圆环形凹槽，第一圆环形凹槽的外圈直径小于第二圆环形凹槽的内圈直径，且第一圆环形凹槽与第二圆环形凹槽部分交错，所述第一圆环形凹槽将本体的一部分分割成位于中心部位的第一圆台和环绕第一圆台的第一环形体，所述第二圆环形凹槽将本体的一部分分割成位于中心部位的第二圆台和环绕第二圆台的第二环形体，第一圆台的直径di小于第二圆台的直径d2，第一圆台的端面和第一环形体的端面位于同一平面，第二圆台的端面和第二环形体的端面位于同一平面。所述第一圆台的端面与第二环形体的端面为被施力处。 上述用于直接拉伸试验的岩块试件，其第一圆台直径屯是圆柱形本体的直径D或正四棱柱形本体的边长L的1/4?1/3，第二圆台的直径(12是第一圆台直径屯的1.5?2倍。 上述用于直接拉伸试验的岩块试件，其第一圆环形凹槽3的宽度bi与第二圆环形凹槽的宽度b2相同或不相同，第一圆环形凹槽的宽度h为2mm?10mm,第二圆环形凹槽的宽度b2为2mm?10mm,第一圆环形凹槽的深度比为本体高度的1/2?4/5,第二圆环形凹槽的深度h2为本体高度的2/3?4/5。 上述用于直接拉伸试验的岩块试件，其第一圆环形凹槽的宽度bi优选3mm?5mm，第二圆环形凹槽5的宽度b2优选3mm?5mm,第一圆环形凹槽的深度比优选本体高度的2/3?3/4，第二圆环形凹槽的深度h2优选本体高度的2/3?3/4。 2、第二种用于直接拉伸试验的岩块试件 该用于直接拉伸试验的岩块试件的本体为圆柱形或正四棱柱形，所述本体的上端面与下端面平行，本体的上端面设置有以本体的中心为圆心的第一圆环形凹槽，本体的下端面设置有以本体的中心为圆心的第二圆环形凹槽，第一圆环形凹槽的外圈直径小于第二圆环形凹槽的内圈直径，且第一圆环形凹槽与第二圆环形凹槽部分交错，所述第一圆环形凹槽将本体的一部分分割成位于中心部位的第一圆台和环绕第一圆台的第一环形体，所述第二圆环形凹槽将本体的一部分分割成位于中心部位的第二圆台和环绕第二圆台的第二环形体，第一圆台的直径屯小于第二圆台的直径d2，第一圆台的端面高于第一环形体的端面，第二圆台的端面低于第二环形体的端面。所述第一圆台的端面与第二环形体的端面为被施力处。 上述用于直接拉伸试验的岩块试件，其第一圆台的端面与第一环形体的端面之间的间距h3不大于10mm。 上述用于直接拉伸试验的岩块试件，其第一圆台的直径屯是圆柱形本体的直径D或正四棱柱形本体的边长L的1/4?1/3，第二圆台的直径d2是第一圆台直径屯的1.5?2倍；第一圆环形凹槽的宽度匕与第二圆环形凹槽的宽度b2相同或不相同，第一圆环形凹槽的宽度!^为2mm?10mm,第二圆环形凹槽的宽度b2为2mm?10mm,第一圆环形凹槽的深度&为本体高度的1/2?4/5，第二圆环形凹槽的深度h2为本体高度的2/3?4/5。 上述用于直接拉伸试验的岩块试件，其第一圆环形凹槽的宽度h优选3mm?5mm,第二圆环形凹槽的宽度132优选3mm?5mm,第一圆环形凹槽的深度h优选本体高度的2/3?3/4，第二圆环形凹槽的深度h2优选本体高度的2/3?3/4。 本专利技术所述用于直接拉伸试验的岩块试件的制作方法: 将从现场采集的岩块用岩石切割机或/和套钻加工成圆柱形本体或正四棱柱形本体，然后用磨平机，把圆柱形本体或正四棱柱形本体的上下端面按《工程岩体试验方法标准》中的岩石压缩试验试件端面加工精度要求进行加工，继后用套钻在圆柱形本体或正四棱柱形本体的上端面加工出以本体的中心为圆心的第一圆环形凹槽，在圆柱形本体或正四棱柱形本体的下端面加工出以本体的中心为圆心的第二圆环形凹槽，即形成第一种用于直接拉伸试验的岩块试件。在第一种用于直接拉伸试验的岩块试件的基础上用岩石切割机切除部分第一环形体和部分第二圆台，即形成第二种用本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于直接拉伸试验的岩块试件，该岩块试件的本体(1)为圆柱形或正四棱柱形，所述本体的上端面与下端面平行，其特征在于所述本体(1)的上端面设置有以本体的中心为圆心的第一圆环形凹槽(3)，本体(1)的下端面设置有以本体的中心为圆心的第二圆环形凹槽(5)，第一圆环形凹槽(3)的外圈直径小于第二圆环形凹槽(5)的内圈直径，且第一圆环形凹槽(3)与第二圆环形凹槽(5)部分交错，所述第一圆环形凹槽将本体的一部分分割成位于中心部位的第一圆台(2)和环绕第一圆台的第一环形体(4)，所述第二圆环形凹槽将本体的一部分分割成位于中心部位的第二圆台(6)和环绕第二圆台的第二环形体(7)，第一圆台(2)的直径(d1)小于第二圆台(6)的直径(d2)，第一圆台(2)的端面和第一环形体(4)的端面位于同一平面，第二圆台(6)的端面和第二环形体(7)的端面位于同一平面。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建锋，王璐，裴建良，边宇，徐慧宁，向咏，吴斐，邹航，徐杨梦迪，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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