一种劈裂和压缩综合试验系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种劈裂和压缩综合试验系统，包括万能试验机、计算机、劈裂实验模具和压缩试验模具，压缩试验模具包括上模块和下模块，上模块的下端固定有岩石上压部，下模块的上端固定有岩石下压部，岩石下压部上沿其圆周方向分布设置有横向位移传感器和纵向位移传感器，横向位移传感器通过支撑座固定于岩石下压部上，传感器均与计算机相连。以解决现有研究岩体强度和变形模量的设备体积较大，一般均为一体式结构，设备部件不易维修和替换，且移动和运输不便，测量的变量都较为单一，不能对多个变量进行测定，造成试验室仪器繁多不便管理，增加初期投入以及后期的运行和维护费用的问题。本实用新型专利技术属于固体材料研究领域。

Comprehensive test system for splitting and compression

The utility model provides a splitting and compression test system, including the universal testing machine, computer, splitting test and compression test of die mold, compression test mould comprises an upper module and a lower module, the lower end of the fixed pressure module on the part of the rock, at the upper end of the lower module is fixed under the rock pressure of rock under the pressure of distribution along the circumferential direction is provided with a horizontal displacement sensor and longitudinal displacement sensor, lateral displacement sensor through the supporting seat fixed on the rock under the pressure of the sensor are connected with the computer. In order to solve the existing research on rock strength and deformation modulus of the large volume of equipment, general equipment components is an integral structure, easy maintenance and replacement, and mobile and inconvenient transportation, measurement of the variables are more single, not on the determination of multiple variables, resulting in lab equipment many inconvenience management, increase the initial investment and the later the cost of operation and maintenance problems. The utility model belongs to the research field of solid materials.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种固体材料劈裂和压缩综合试验系统，属于固材测量和测试领域。
技术介绍
进行工程岩体分类时，岩体强度和变形模量被作为重要分类指标，此时就需要研究岩体的物理力学性质。岩块是岩体的组成部分，当研究岩体的性质时，不能忽视岩块的性质，当岩体性质接近岩块性质时，可以通过研究岩块的性质来外推岩体的性质，解决有关的岩体力学问题。目前，对于研究岩体强度和变形模量的方法较多，常用的有劈裂法、点荷载法等，仪器也较为繁多，包括劈裂试验装置、点荷载装置和压缩试验仪等，但这些装置和仪器所测量的变量都较为单一，不能对多个变量进行测定，这就造成试验室仪器繁多不便管理，而且这些仪器装置体积都比较大，不方便搬运使用。因此，如何将单性能测定仪器装置进行综合开发利用成为研究热点问题，得到了学者及工程人员的普遍关注。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供一种劈裂和压缩综合试验系统，以解决现有研究岩体强度和变形模量的设备体积较大，一般均为一体式结构，即整体形态，设备部件不易维修和替换，且移动和运输不便，每种设备所测量的变量都较为单一，不能对多个变量进行测定，造成试验室仪器繁多不便管理，且设备成本较高，增加初期投入以及后期的运行和维护费用的问题。本技术的方案如下：一种劈裂和压缩综合试验系统，包括万能试验机、计算机和可拆卸式地固定于万能试验机上的劈裂实验模具或压缩试验模具，所述压缩试验模具包括上模块和下模块，上模块的下端固定有岩石上压部，下模块的上端固定有岩石下压部，岩石下压部上沿其圆周方向分布设置有横向位移传感器和纵向位移传感器，横向位移传感器通过支撑座固定于岩石下压部上，横向位移传感器的传感器探头均指向岩石下压部的中心线，纵向位移传感器的传感器探头均朝上设置，所述传感器均与计算机相连。所述劈裂实验模具包括劈裂上模具和劈裂下模具，劈裂上模具设置于万能试验机的移动横梁上，劈裂下模具设置于万能试验机的底部平台上，劈裂上模具和劈裂下模具之间设置有沿竖向设置的导向杆，劈裂上模具和劈裂下模具通过导向杆沿竖向相对运动，劈裂上模具的下侧设置有刃口朝下的岩石上劈裂器，劈裂下模具上设置有与岩石上劈裂器相匹配的岩石下劈裂器；所述压缩试验模具还包括压缩上模具和压缩下模具，压缩上模具固定于万能试验机的移动横梁上，压缩下模具设置于万能试验机的底部平台上，压缩上模具和压缩下模具之间设置有沿竖向设置的导向杆，压缩上模具和压缩下模具通过导向杆沿竖向相对运动，所述上模块设置于压缩上模具的下侧，下模块设置于压缩下模具的上侧，且岩石上压部和岩石下压部沿竖向正对设置；纵向位移传感器的长度及高度位置均相同，且横向位移传感器的高度位置与纵向位移传感器中部的高度位置相同。所述横向位移传感器和纵向位移传感器各有四个，且二者交错设置，横向位移传感器和纵向位移传感器均分别沿岩石下压部的圆周方向均匀分布设置；横向位移传感器、上模块的下端面及下模块的上端面均两两相互平行，纵向位移传感器与上述三者均相互垂直；所述岩石上压部和岩石下压部均为二阶圆盘，且所述二阶圆盘由内向外厚度递减，所述支撑座和纵向位移传感器均固定于岩石下压部的外阶上，岩石上压部和岩石下压部相互平行，且均与横向位移传感器相平行。一种劈裂和压缩综合试验方法，包括：万能试验机、计算机、劈裂实验模具和压缩试验模具；劈裂实验模具和压缩试验模具均由上下两部分模具组成，根据试验要求选择使用模具，将上部分模具固定于万能试验机的移动横梁上，下部分模具则对应设置于万能试验机的底部平台上，通过万能试验机控制上下两部分模具在竖向的相对运动，上下两部分模具之间设置有沿竖向设置的导向杆，导向杆起到上下两部分模具在竖向相对运动的导向作用；压缩试验模具包括有用于检测岩石横向形变的横向形变传感器和用于检测岩石纵向形变的纵向位移传感器，横向形变传感器和纵向位移传感器的检测信号均传递给计算机进行数据处理和分析，万能试验机的试验数据也传递给计算机进行数据处理和分析。劈裂实验模具中的上下两部分模具分别为劈裂上模具和劈裂下模具，劈裂上模具的下侧设置有刃口朝下的岩石上劈裂器，劈裂下模具上设置有与岩石上劈裂器相匹配的岩石下劈裂器，岩石放于两个劈裂器之间，通过万能试验机控制岩石上劈裂器向下运动实现岩石劈裂试验；压缩试验模具中的上下两部分模具分别为压缩上模具和压缩下模具，还包括上模块和下模块，上模块固定于压缩上模具上，下模块固定于压缩下模具上，上模块的下端固定有岩石上压部，下模块的上端固定有岩石下压部，石上压部和岩石下压部均为二阶圆盘，且所述二阶圆盘由内向外厚度递减，支撑座和纵向位移传感器均沿岩石下压部的圆周方向分布设置于岩石下压部的外阶上，横向位移传感器固定设置于支撑座上，横向位移传感器的传感器探头均指向岩石下压部的中心线，岩石上压部和岩石下压部相互平行，且均与横向位移传感器相平行，纵向位移传感器的传感器探头均朝上设置。本技术所述系统及方法适用于固体材料的劈裂和压缩试验，尤其适用于岩石/岩体材料的性能研究，与现有技术相比，主要优点是该系统各个部件间均能设置成可拆卸式结构，结构简单，利用一台万能试验机及少量模具配件即能实现劈裂试验和压缩试验，能够开展多个试验参数的测定，具有多功能性，系统构件简单，整体尺寸较小，便于移动和运输；各部件相互独立，方便维修与替换，制作成本相对较低，试验方法简单，面向市场广泛，适于推广使用。附图说明图1是压缩试验模具安装于万能试验机上时，本技术的主视结构示意图；图2是图1中压缩试验模具的主视结构示意图；图3是图2中上下模块及传感器部分的主视结构示意图；图4是图3中传感器及下模块部分的俯视图；图5是劈裂实验模具安装于万能试验机上时，本技术的主视结构示意图；图6是本技术信号传递原理图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将参照附图对本技术作进一步地详细描述，实施例：参照图1至图6，本实施例提供一种劈裂和压缩综合试验系统，包括万能试验机1、计算机2和可拆卸式地固定于万能试验机1上的劈裂实验模具3或压缩试验模具4，根据试验要求选择使用何种模具；劈裂实验模具3包括劈裂上模具31和劈裂下模具32，劈裂上模具31设置于万能试验机1的移动横梁11上，劈裂下模具32设置于万能试验机1的底部平台上，劈裂上模具31和劈裂下模具32之间设置有沿竖向设置的导向杆5，劈裂上模具31和劈裂下模具32通过导向杆5沿竖向相对运动，劈裂上模具31的下侧设置有刃口朝下的岩石上劈裂器33，劈裂下模具32上设置有与岩石上劈裂器33相匹配的岩石下劈裂器34；压缩试验模具4包括上模块41和下模块42，上模块41的下端固定有岩石上压部43，下模块42的上端固定有岩石下压部44，岩石下压部44上沿其圆周方向分布设置有横向位移传感器45和纵向位移传感器46，横向形变传感器45和纵向位移传感器46的检测信号均传递给计算机2进行数据处理和分析，万能试验机1的试验数据也传递给计算机2进行数据处理和分析；横向位移传感器45通过支撑座47固定于岩石下压部44上，横向位移传感器45的传感器探头均指向岩石下压部44的中心线，纵向位移传感器46的传感器探头均朝上设置，所述传感器均与计算机2相连，压缩试验模具4还包括压缩上模具48和压缩下模具49，压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种劈裂和压缩综合试验系统，其特征在于：包括万能试验机(1)、计算机(2)和可拆卸式地固定于万能试验机(1)上的劈裂实验模具(3)或压缩试验模具(4)，所述压缩试验模具(4)包括上模块(41)和下模块(42)，上模块(41)的下端固定有岩石上压部(43)，下模块(42)的上端固定有岩石下压部(44)，岩石下压部(44)上沿其圆周方向分布设置有横向位移传感器(45)和纵向位移传感器(46)，横向位移传感器(45)通过支撑座(47)固定于岩石下压部(44)上，横向位移传感器(45)的传感器探头均指向岩石下压部(44)的中心线，纵向位移传感器(46)的传感器探头均朝上设置，所述传感器均与计算机(2)相连。

【技术特征摘要】
1.一种劈裂和压缩综合试验系统，其特征在于：包括万能试验机(1)、计算机(2)和可拆卸式地固定于万能试验机(1)上的劈裂实验模具(3)或压缩试验模具(4)，所述压缩试验模具(4)包括上模块(41)和下模块(42)，上模块(41)的下端固定有岩石上压部(43)，下模块(42)的上端固定有岩石下压部(44)，岩石下压部(44)上沿其圆周方向分布设置有横向位移传感器(45)和纵向位移传感器(46)，横向位移传感器(45)通过支撑座(47)固定于岩石下压部(44)上，横向位移传感器(45)的传感器探头均指向岩石下压部(44)的中心线，纵向位移传感器(46)的传感器探头均朝上设置，所述传感器均与计算机(2)相连。2.根据权利要求1所述一种劈裂和压缩综合试验系统，其特征在于：所述劈裂实验模具(3)包括劈裂上模具(31)和劈裂下模具(32)，劈裂上模具(31)设置于万能试验机(1)的移动横梁(11)上，劈裂下模具(32)设置于万能试验机(1)的底部平台上，劈裂上模具(31)和劈裂下模具(32)之间设置有沿竖向设置的导向杆(5)，劈裂上模具(31)和劈裂下模具(32)通过导向杆(5)沿竖向相对运动，劈裂上模具(31)的下侧设置有刃口朝下的岩石上劈裂器(33)，劈裂下模具(32)上设置有与岩石上劈裂器(33)相匹配的岩石下劈裂器(34)。3.根据权利要求1所述一种劈裂和压缩综合试验系统，其特征在于：所述压缩试验模具(4)还包括压缩上模具(48)和压缩下模具(49)，压缩上模具(48)固定于万能试验机...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵健，刘超，彭勇，黄隆，刘国勇，杨泽伟，杨建华，吴敏，胡红兵，唐锡彬，
申请(专利权)人：贵州电力设计研究院，
类型：新型
国别省市：贵州;52