一种带侧压的岩石劈裂加载试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种带侧压的岩石劈裂加载试验装置，包括动力装置、电脑主机、电脑显示器和放置空间，放置空间由上座压板、下座压板、左座侧压板和右座侧压板围合而成，下座压板固定在支架上、右座侧压板固定在支架上，左座侧压板安装在轮辐水平力加载器上，轮辐水平力加载器与动力装置相连,上座压板通过活塞加载器与液压油缸相连，轮辐水平力加载器、液压油缸与动力装置相连，动力装置与电脑主机相连，电脑主机与电脑显示器相连，岩石圆盘试件径向粘贴应变片，岩石圆盘试件两侧设有位移引伸计，应变片、位移引伸计与电脑显示器相连。本发明专利技术能更好地反映实际工程中，岩石在三向应力状态下应变的演变情况、岩石裂隙的扩展情况，具有安全可靠、效果良好的优点。

A splitting loading test device and test method for rock with lateral pressure

The invention discloses a rock splitting loading test device with lateral pressure, which comprises a power device, a computer host, a computer display and a placement space, which is enclosed by a upper pressure plate, a lower pressure plate, a left side pressure plate and a right side pressure plate, and the lower pressure plate is fixed on the support and the right side pressure plate is fixed on the support. The left side pressure plate is installed on the spoke horizontal force loader, the spoke horizontal force loader is connected with the power device, the upper pressure plate is connected with the hydraulic cylinder through the piston loader, the spoke horizontal force loader and the hydraulic cylinder are connected with the power device, the power device is connected with the computer host, and the computer host is connected with the computer display. Rock disc specimens are radially bonded with strain gauges. There are displacement extensometers on both sides of rock disc specimens. Strain gauges and displacement extensometers are connected with computer monitors. The invention can better reflect the strain evolution of rock under three-dimensional stress state and the expansion of rock fissures in practical engineering, and has the advantages of safety, reliability and good effect.

【技术实现步骤摘要】
一种带侧压的岩石劈裂加载试验装置及试验方法
本专利技术涉及地质工程领域，特别涉及一种带侧压的岩石劈裂加载试验装置及试验方法。
技术介绍
在岩石力学中，岩石的抗拉强度是岩石试件在单轴拉力作用下抵抗破坏的极限能力。由于实际岩石的抗拉强度比抗压强度一般要小一个数量级，在水利水电工程、采矿工程、铁路和公路建设工程、土木工程、石油工程、海洋勘探与开发工程等各种工程中常常出现拉伸破坏形式，因此岩石的抗拉强度特性始终是岩石力学研究学者研究的前沿与热门课题。通常情况采用间接拉伸法来测量岩石的抗拉强度，而间接拉伸法最为常用的为岩石劈裂法，在岩石劈裂实验中，岩石在径向加载作用下裂纹沿岩石试件的径向扩展。采用不带侧压的岩石劈裂加载方法，不能更加全面地测量岩石在三向受力状态下的岩石的抗拉强度值和应变值，在实际工程设计和计算中达不到更好的参考价值。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种结构简单、测量精确的带侧压的岩石劈裂加载试验装置，并提供一种岩石劈裂加载试验方法。本专利技术解决上述问题的技术方案是：一种带侧压的岩石劈裂加载试验装置，包括动力装置、电脑主机、电脑显示器和用于放置岩石圆盘试件的放置空间，所述放置空间由上座压板、下座压板、左座侧压板和右座侧压板围合而成，所述放置空间下部设有下座压板，下座压板固定在支架上，所述放置空间左部设有左座侧压板，左座侧压板安装在轮辐水平力加载器上，轮辐水平力加载器与动力装置相连，所述放置空间右部设有右座侧压板，右座侧压板安装在反力架上，反力架安装在支架上，所述放置空间上部设有上座压板，上座压板通过活塞加载器与固定在支架上的液压油缸相连，液压油缸与动力装置相连，所述动力装置与电脑主机相连，电脑主机与电脑显示器相连，岩石圆盘试件放在放置空间内，岩石圆盘试件从上而下沿其径向粘贴若干应变片，岩石圆盘试件左右两侧分别设有左侧位移引伸计和右侧位移引伸计，所述应变片、左侧位移引伸计和右侧位移引伸计均与电脑显示器相连。上述带侧压的岩石劈裂加载试验装置，所述下座压板与支架之间设有下座，下座固定在支架上，下座上设有下座垫板，所述下座压板固定在下座垫板上。上述带侧压的岩石劈裂加载试验装置，所述左座侧压板与轮辐水平力加载器之间设有左座压头，左座压头固定在轮辐水平力加载器上，左座压头上设有左座垫板，所述左座侧压板固定在左座垫板上，所述左座压头与轮辐水平力加载器之间设有轮辐传感器，轮辐传感器的信号输出端与电脑显示器相连。上述带侧压的岩石劈裂加载试验装置，所述右座侧压板与反力架之间设有右座压头，右座压头固定在反力架上，右座压头上设有右座垫板，所述右座侧压板固定在右座垫板上。上述带侧压的岩石劈裂加载试验装置，所述上座压板与活塞加载器之间设有上座，上座固定在活塞加载器上，上座下部设有上座垫板，所述上座压板固定在上座垫板下部。上述带侧压的岩石劈裂加载试验装置，所述上座压板、下座压板、左座侧压板、右座侧压板正对岩石圆盘试件的一面均设有与岩石圆盘试件的外圆面相匹配的弧形凹槽。上述带侧压的岩石劈裂加载试验装置，所述上座压板、下座压板、左座侧压板、右座侧压板的弧形凹槽内均设有橡胶垫。上述带侧压的岩石劈裂加载试验装置，所述岩石圆盘试件为实心、中间钻有孔、中间钻有孔且孔内设有铝条、中间钻有孔且孔内设有煤块，这四种情况中的任意一种。一种岩石劈裂加载试验方法，包括以下步骤：步骤一：试件的安装：在岩石圆盘试件上标示出应变片的粘贴位置，将应变片从上而下沿岩石圆盘试件径向粘贴在岩石圆盘试件上；步骤二：装机：将下座锚固安装在支架上，并在下座上放置下座垫板，将下座压板锚固在下座垫板上，将液压油缸固定在支架上并与活塞加载器连接，在活塞加载器下固定安装上座，在上座放置上座垫板且在上座垫板下安装上座压板，左座压头与左座垫板锚固安装在轮辐水平力加载器上，轮辐水平力加载器与左座压头之间安装有轮辐传感器，在左座垫板上锚固左座侧压板，反力架锚固在支架上，在反力架上安装右座压头且在右座压头上放置右座垫块，在右座垫块上用锚固右座侧压板，左座侧压板、右座侧压板、上座压板、下座压板的弧形凹槽内均包裹一层橡胶垫，将岩石圆盘试件安装在放置空间内；通过动力装置控制轮辐水平力加载器对岩石圆盘试件进行侧向加载，给岩石圆盘试件预施加侧向压力将岩石圆盘试件进行侧向固定，利用液压油缸及活塞加载器对岩石圆盘试件进行径向加载，给岩石圆盘试件预施加径向压力将岩石圆盘试件进行径向固定；步骤三：加载：通过动力装置控制轮辐水平力加载器和液压油缸缓慢对岩石圆盘试件进行侧向加载和径向加载，利用电脑显示器接收试验数据及绘制试验图像，通过轮辐传感器、应变片、左侧位移引伸计和右侧位移引伸计将数据传输给电脑显示器，从而得到岩石在径向压力和侧向压力下的岩石裂纹扩展情况；步骤四：测定岩石参数：测定岩石带侧压状态下的岩石抗拉强度值、岩石的径向变形、侧向变形与加载速率的关系。上述岩石劈裂加载试验方法，所述岩石圆盘试件依次采用实心、中间钻有孔、中间钻有孔且孔内设有铝条、中间钻有孔且孔内设有煤块的圆盘试件。本专利技术的有益效果在于：本专利技术针对岩石在实际工程中受力的情况，提出了一种带侧压的岩石劈裂加载试验方法，在岩石圆盘试件径向处粘贴有应变片，沿着岩石圆盘试件侧向安装位移引伸计，通过轮辐水平力加载器进行侧向加载压力将岩石圆盘试件固定，通过径向加载在岩石圆盘试件表面形成裂纹。该方法能更好地反映实际工程中，岩石在三向应力状态下应变的演变情况、岩石裂隙的扩展情况，具有安全可靠、效果良好的优点。附图说明图1为本专利技术试验装置的结构示意图。图2为本专利技术的试验方法中采用实心岩石圆盘试件的示意图。图3为本专利技术的试验方法中岩石圆盘试件中间钻有孔的示意图。图4为本专利技术的试验方法中岩石圆盘试件中间钻有孔且孔内设有铝条的示意图。图5为本专利技术的试验方法中岩石圆盘试件中间钻有孔且孔内设有煤块的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，一种带侧压的岩石劈裂加载试验装置，包括动力装置1、电脑主机2、电脑显示器3、下座4、下座压板5、应变片6、右座压头7、右座侧压板8、岩石圆盘试件9、上座压板10、上座11、活塞加载器12、液压油缸13、左侧位移引伸计14、左座压头15、轮辐传感器16、橡胶垫17、高强度螺母18、左座侧压板19、支架20、右侧位移引伸计21、左座垫板22、下座垫板23、右座垫板24、上座垫板25、锚固螺母26、反力架27、轮辐水平力加载器28和用于放置岩石圆盘试件9的放置空间，所述放置空间由上座压板10、下座压板5、左座侧压板19和右座侧压板8围合而成，所述放置空间下部设有下座压板5，下座压板5固定在下座4的下座垫板23上，下座4用锚固螺母26固定在支架20上，所述放置空间左部设有左座侧压板19，左座侧压板19安装在左座压头15的左座垫板22上，左座压头15用高强度螺母18固定在轮辐水平力加载器28上，轮辐水平力加载器28与左座压头15之间设有轮辐传感器16，轮辐传感器16的信号输出端与电脑显示器3连接，轮辐水平力加载器28与动力装置1相连，所述放置空间右部设有右座侧压板8，右座侧压板8安装在右座压头7的右座垫板24上，右座压头7固定在反力架27上，反力架27安装在支架20上，所述放置空间上部设有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带侧压的岩石劈裂加载试验装置，其特征在于：包括动力装置、电脑主机、电脑显示器和用于放置岩石圆盘试件的放置空间，所述放置空间由上座压板、下座压板、左座侧压板和右座侧压板围合而成，所述放置空间下部设有下座压板，下座压板固定在支架上，所述放置空间左部设有左座侧压板，左座侧压板安装在轮辐水平力加载器上，轮辐水平力加载器与动力装置相连，所述放置空间右部设有右座侧压板，右座侧压板安装在反力架上，反力架安装在支架上，所述放置空间上部设有上座压板，上座压板通过活塞加载器与固定在支架上的液压油缸相连，液压油缸与动力装置相连，所述动力装置与电脑主机相连，电脑主机与电脑显示器相连，岩石圆盘试件放在放置空间内，岩石圆盘试件从上而下沿其径向粘贴若干应变片，岩石圆盘试件左右两侧分别设有左侧位移引伸计和右侧位移引伸计，所述应变片、左侧位移引伸计和右侧位移引伸计均与电脑显示器相连。

【技术特征摘要】
1.一种带侧压的岩石劈裂加载试验装置，其特征在于：包括动力装置、电脑主机、电脑显示器和用于放置岩石圆盘试件的放置空间，所述放置空间由上座压板、下座压板、左座侧压板和右座侧压板围合而成，所述放置空间下部设有下座压板，下座压板固定在支架上，所述放置空间左部设有左座侧压板，左座侧压板安装在轮辐水平力加载器上，轮辐水平力加载器与动力装置相连，所述放置空间右部设有右座侧压板，右座侧压板安装在反力架上，反力架安装在支架上，所述放置空间上部设有上座压板，上座压板通过活塞加载器与固定在支架上的液压油缸相连，液压油缸与动力装置相连，所述动力装置与电脑主机相连，电脑主机与电脑显示器相连，岩石圆盘试件放在放置空间内，岩石圆盘试件从上而下沿其径向粘贴若干应变片，岩石圆盘试件左右两侧分别设有左侧位移引伸计和右侧位移引伸计，所述应变片、左侧位移引伸计和右侧位移引伸计均与电脑显示器相连。2.根据权利要求1所述的带侧压的岩石劈裂加载试验装置，其特征在于：所述下座压板与支架之间设有下座，下座固定在支架上，下座上设有下座垫板，所述下座压板固定在下座垫板上。3.根据权利要求2所述的带侧压的岩石劈裂加载试验装置，其特征在于：所述左座侧压板与轮辐水平力加载器之间设有左座压头，左座压头固定在轮辐水平力加载器上，左座压头上设有左座垫板，所述左座侧压板固定在左座垫板上，所述左座压头与轮辐水平力加载器之间设有轮辐传感器，轮辐传感器的信号输出端与电脑显示器相连。4.根据权利要求3所述的带侧压的岩石劈裂加载试验装置，其特征在于：所述右座侧压板与反力架之间设有右座压头，右座压头固定在反力架上，右座压头上设有右座垫板，所述右座侧压板固定在右座垫板上。5.根据权利要求4所述的带侧压的岩石劈裂加载试验装置，其特征在于：所述上座压板与活塞加载器之间设有上座，上座固定在活塞加载器上，上座下部设有上座垫板，所述上座压板固定在上座垫板下部。6.根据权利要求5所述的带侧压的岩石劈裂加载试验装置，其特征在于：所述上座压板、下座压板、左座侧压板、右座侧压板正对岩石圆盘试件的一面均设有与岩石圆盘试件的外圆面相匹配的弧形凹槽。7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵延林，刘强，唐利明，谢森林，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43