一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置，包括试样加载板、试样承载板与夹持板，所述试样承载板左端与右端固定安装有固定板，两个夹持板外侧均螺装水平导向杆，所述水平导向杆外端贯穿固定板，所述夹持板与固定板之间的水平导向杆套装有弹簧，所述试样加载板下端面两侧对称固定安装竖直导向杆，所述夹持板内侧中部开设有滑槽，所述竖直导向杆滑动安装滑槽内；为了满足在巴西劈裂试验中岩样夹持不偏心及变形测量，设计了全新的一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置及方法，通过弹簧式的反力结构，保证岩样始终受夹持不偏心且所受摩擦较小；通过测量岩样变形而非夹具外部变形，获得更真实的岩石变形行为。

A clamping device and method for Brazilian splitting test with measurable deformation

【技术实现步骤摘要】
一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置及方法
本专利技术属于岩石力学试验
，特别是涉及一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置及方法。
技术介绍
岩石材料具有抗压不抗拉的性能。地下工程开挖后，诸如片帮、岩爆等行为大多都是由于拉破坏导致。目前对于岩石拉破坏室内试验主要通过巴西劈裂试验实现。巴西劈裂试验在试验前对岩样的有效夹持是试验成功的关键。岩石夹持不当，容易使局部受力不均，达不到试验要求的效果。与此同时，目前对试验过程中圆盘试样的变形主要通过应变片测量获得。应变片获得的变形特征只能反映岩石局部变形特征，且贴片技术直接影响着测量效果的好坏。lvdt变形传感器变形测量逐渐也变得普及，虽然利用lvdt变形传感器可以获得岩石整体的变形特征，但是目前主要将lvdt变形传感器用于测量活塞位移从而获得圆盘试样变形，通过这种方法获得的变形明显高于岩石真实变形特征。
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可测变形的巴西劈裂试验夹持装置及方法，实现同时测量岩石抗拉强度和在拉破坏过程中变形特征的能力，为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置，包括试样加载板、试样承载板与夹持板，所述试样承载板左端与右端固定安装有固定板，两个夹持板外侧均螺装水平导向杆，所述水平导向杆外端贯穿固定板，所述夹持板与固定板之间的水平导向杆套装有弹簧，所述试样加载板下端面两侧对称固定安装竖直导向杆，所述夹持板内侧中部开设有滑槽，所述竖直导向杆滑动安装滑槽内，所述试样加载板、试样承载板与夹持板的前表面均固定安装传感器底座，所述试样加载板前表面的传感器底座固定安装法向传感器，左侧所述的夹持板前表面的传感器底座固定安装切向传感器，所述试样承载板前表面的传感器固定座固定安装法向档杆，右侧夹持板前表面的传感器底座固定安装切向档杆，所述法向档杆上端接触法向传感器下端，所述切向档杆左端接触切向传感器右端。所述试样加载板下表面与试样承载板上表面对称开设有弧形槽，所述试样加载板上表面固定安装球头，所述试样加载板前面左右对称螺装小螺栓，所述固定板外表面下端螺装大螺栓。所述水平导向杆置于固定板外端长度大于滑槽水向平深度，所述竖直导向杆的长度小于夹持板高度。所述的一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置的操作方法，包括如下步骤：步骤一：将圆盘试样放置于试样承载台弧形槽内，并利用夹持板夹紧岩样；步骤二：将试样加载板放置于圆盘试样上，且弧形槽一侧朝向试样，竖直导向杆刚好置于夹持板内侧的滑槽内；步骤三：调节夹持板，保证圆盘试样处于加载中心位置，调节试样加载板，保证试样承载板和试样加载板夹持圆盘试样时，二者与圆盘试样接触点连成直径；步骤四：调节切向传感器和切向档杆，使二者接触且保此水平；步骤五：调节法向传感器和法向档杆，使二者接触且保此竖直；步骤六：将固紧在一起的巴西劈裂试验装置放入真三轴试验机的压力室中；步骤七：利用变形控或应力控，使试样加载板逐渐向下运动，并将力传至圆盘试样上，直至圆盘试样发生破坏，试验过程中，实时记录下圆盘试样所承受的应力和圆盘试样法向及切向的变形。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术为了满足在巴西劈裂试验中岩样夹持不偏心及变形测量，设计了全新的一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置及方法，通过弹簧式的反力结构，保证岩样始终受夹持不偏心且所受摩擦较小；通过测量岩样变形而非夹具外部变形，获得更真实的岩石变形行为。附图说明图1为本专利技术的一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置平面结构正视图图2为本专利技术的一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置平面结构左视图图3为本专利技术的一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置平面结构俯视图图4为本专利技术的一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置三维结构图图中：1、试样加载板，2、圆盘试样，3、竖直导向杆，4、夹持板，5、固定板，6、水平导向杆，7、弹簧，8、传感器底座，9、大螺栓，10、切向档杆，11、试样承载板，12、法向档杆，13、切向传感器，14、法向传感器，15、球头，16、小螺栓。具体实施方式需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。如图1至图4所示，本专利技术提供了一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置，包括试样加载板1、试样承载板11与夹持板4，为装置的主要组成结构，为装置的组成提供安装及组成基础，所述试样承载板11左端与右端固定安装有固定板5，两个夹持板4外侧均螺装水平导向杆6，对夹持板4的水平运动进行导向限位，同时避免出现纵向移动，所述水平导向杆6外端贯穿固定板5，同时水平导向杆6的外端延展至固定板5外侧，实现有的余量滑动，所述夹持板4与固定板5之间的水平导向杆6套装有弹簧7，为夹持板4对试样的夹持提供作用力，所述试样加载板1下端面两侧对称固定安装竖直导向杆3，对试样加载板1的向下移动进行方向限定，所述夹持板4内侧中部开设有滑槽，所述竖直导向杆3滑动安装滑槽内，对试样加载板1与夹持板4进行相对定位，避免发生相对移动，所述试样加载板1、试样承载板11与夹持板4的前表面均固定安装传感器底座8，为切向传感器13、法向传感器13、切向档杆10及法向档杆12的安装提供基础，所述试样加载板1前表面的传感器底座8固定安装法向传感器13，采用lvdt传感器，配合法向档杆12对试样的法向变形进行监测，左侧所述的夹持板4前表面的传感器底座8固定安装切向传感器13，采用lvdt传感器，配合切向档杆10对试样的切向形变进行监测，所述试样承载板11前表面的传感器固定座固定安装法向档杆12，配合法向传感器13进行监测，右侧夹持板4前表面的传感器底座8固定安装切向档杆10，配合切向传感器13进行监测，所述法向档杆12上端接触法向传感器13下端，所述切向档杆10左端接触切向传感器13右端。所述试样加载板1下表面与试样承载板11上表面对称开设有弧形槽，方便对试样的夹持，避免试样发生滚动，造成夹持不稳，所述试样加载板1上表面固定安装球头15，方便连接外部其他机构，所述试样加载板1前面左右对称螺装小螺栓16，对竖直导向杆3进行夹持固定，所述固定板5外表面下端螺装大螺栓9，通过自身螺紧结构对固定板5进行紧装固定。所述水平导向杆6置于固定板5外端长度大于滑槽水向平深度，避免发生过量位移，导致水平导向杆6脱离固定板5，所述竖直导向杆3的长度小于夹持板4高度，对试样加载板1的位移留有余量，避免无法夹持试样。所述的一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置的操作方法，包括如下步骤：步骤一：将圆盘试样2放置于试样承载台弧形槽内，并利用夹持板4夹紧岩样；步骤二：将试样加载板1放置于圆盘试样2上，且弧形槽一侧朝向试样，竖直导向杆3刚好置于夹持板4内侧的滑槽内；步骤三：调节夹持板4，保证圆盘试样2处于加载中心位置，调节试样加载板1，保证试样承载板11和试样加载板1夹持圆盘试样2时，二者与圆盘试样2接触点连成直径；步骤四：调节切向传感器13和切向档杆10，使二者接触且保此水平；步骤五：调节法向传感器13和法向档杆12，使二者接触且保此竖直；步骤六：将固紧在一起的巴西劈裂试验装置放入真三轴试验机的压力室本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置，包括试样加载板、试样承载板与夹持板，其特征在于：所述试样承载板左端与右端固定安装有固定板，两个夹持板外侧均螺装水平导向杆，所述水平导向杆外端贯穿固定板，所述夹持板与固定板之间的水平导向杆套装有弹簧，所述试样加载板下端面两侧对称固定安装竖直导向杆，所述夹持板内侧中部开设有滑槽，所述竖直导向杆滑动安装滑槽内，所述试样加载板、试样承载板与夹持板的前表面均固定安装传感器底座，所述试样加载板前表面的传感器底座固定安装法向传感器，左侧所述的夹持板前表面的传感器底座固定安装切向传感器，所述试样承载板前表面的传感器固定座固定安装法向档杆，右侧夹持板前表面的传感器底座固定安装切向档杆，所述法向档杆上端接触法向传感器下端，所述切向档杆左端接触切向传感器右端。

【技术特征摘要】
1.一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装置，包括试样加载板、试样承载板与夹持板，其特征在于：所述试样承载板左端与右端固定安装有固定板，两个夹持板外侧均螺装水平导向杆，所述水平导向杆外端贯穿固定板，所述夹持板与固定板之间的水平导向杆套装有弹簧，所述试样加载板下端面两侧对称固定安装竖直导向杆，所述夹持板内侧中部开设有滑槽，所述竖直导向杆滑动安装滑槽内，所述试样加载板、试样承载板与夹持板的前表面均固定安装传感器底座，所述试样加载板前表面的传感器底座固定安装法向传感器，左侧所述的夹持板前表面的传感器底座固定安装切向传感器，所述试样承载板前表面的传感器固定座固定安装法向档杆，右侧夹持板前表面的传感器底座固定安装切向档杆，所述法向档杆上端接触法向传感器下端，所述切向档杆左端接触切向传感器右端。2.根据权利要求1所述的一种可测变形的巴西劈裂试验夹持装，其特征在于，所述试样加载板下表面与试样承载板上表面对称开设有弧形槽，所述试样加载板上表面固定安装球头，所述试样加载板前面左右对称螺装小螺栓，所述固定板外...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵骏，冯夏庭，杨成祥，江梦飞，田军，薛佳超，梁峻瑀，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21