一种用于测试岩石抗拉强度的间接拉伸装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于测试岩石抗拉强度的间接拉伸装置，支撑块放置于压缩试验机的加载平台；上部半圆柱形加工件和下部半圆柱形加工件放置于中空岩石试样内部，下部半圆柱形加工件底部制有凹槽，凹槽内设置有支撑垫条；试样侧加载块和端部加载块分别放置于加载垫板上表面两侧，试样侧加载块底部制有切槽，通过该切槽使试样侧加载块跨过中空岩石试样架设于支撑垫条上；固定杆的一端与端部加载块相连，固定杆的中部固定于支撑块顶部，固定杆的另一端插入上部半圆柱形加工件使其与中空岩石试样固定。本发明专利技术解决岩石间接拉伸试验过程中破坏面上产生不均匀拉应力的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测试岩石抗拉强度的间接拉伸装置
本专利技术涉及演示材料测试技术，具体涉及一种测试岩石抗拉强度的间接拉伸装置。
技术介绍
在工程实际中，拉伸破坏是引起岩石或岩体破坏的一个主要因素。然而在工程分析中，研究的重点往往是完整岩石试件的无侧限抗压强度，而忽视其抗拉强度。但是岩石材料作为一种脆性材料，其最鲜明的一个特点就是抗拉强度远小于抗压强度，岩石材料的抗压强度一般是其抗拉强度的4-10倍，忽略这一参数可能会导致最终获得结果不可靠。因此，了解岩石材料在拉伸荷载作用的拉伸性能对于岩石类结构物的设计和建造具有十分重要的意义。目前测量岩石抗拉强度的试验方法主要分为直接法和间接法。理论上单轴拉伸试验是确定单轴抗拉强度最科学有效的方法，但是荷载偏心、试件不对称、应力集中以及材料缺陷等问题是单轴拉伸试验中难以解决的技术难题，因此间接法(劈裂法)多被用来测定岩石的抗拉强度。然而，间接试验所得为试件的劈拉强度，无法在破坏面上产生均匀的拉伸应力，并且破坏面上的应力通常不是单轴的，合理有效的间接拉伸装置亟待开发以获得可靠的岩石抗拉强度，为实际工工程的设计提供参考。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的在于解决现有岩石间接拉伸试验过程中，破坏面上产生不均匀拉应力的问题，提供一种用于测试岩石抗拉强度的间接拉伸装置。技术方案：本专利技术的一种用于测试岩石抗拉强度的间接拉伸装置，包括加载垫板、试样侧加载块、端部加载块、支撑垫条、上部半圆柱形加工件、下部半圆柱形加工件、固定杆和支撑块；所述支撑块放置于压缩试验机的加载平台；所述上部半圆柱形加工件和下部半圆柱形加工件放置于中空岩石试样内部，下部半圆柱形加工件底部制有凹槽，凹槽内设置有支撑垫条；所述试样侧加载块和端部加载块分别放置于加载垫板上表面两侧，试样侧加载块底部制有切槽，通过该切槽使试样侧加载块跨过中空岩石试样架设于支撑垫条上；所述固定杆的一端与端部加载块相连，固定杆的中部固定于支撑块顶部，固定杆的另一端插入上部半圆柱形加工件使其与中空岩石试样固定。进一步的，所述固定杆的一端距端部相应距离处设有固定孔，该固定孔与端部加载块侧边的贯穿孔相适配，通过插销插入固定孔和贯穿孔使固定杆与端部加载块固定；所述上部半圆柱形加工件中部制有圆柱形预制孔，该预制孔直径大于固定杆直径，固定杆的另一端穿过该预制孔将中空岩石试样固定；所述固定杆中部开设有固定孔，该固定孔与支撑块侧面的贯穿孔相适配，通过插销插入固定孔和贯穿孔使固定杆与支撑块固定。为增强整体结构的稳固性，所述支撑块顶部和端部加载块底部分别制有用于放置固定杆的切槽。为提高抗拉性能，所述支撑块、固定杆和插销均由不锈钢制成，进一步的，所述加载垫板由钢板制成，加载垫板的厚度为9-10mm；所述固定杆直径为18-20mm，固定杆的长度为330-350m；所述插销的直径为8-10mm，且固定杆上的两个固定孔直径大于插销直径。进一步的，所述中空岩石试样整体呈棱柱状，例如中空岩石试样的整体尺寸为120×120×40mm，中空岩石试样的中部预设有圆柱形孔洞，圆柱形孔洞中一上一下依次设置上部半圆柱形加工件和下部半圆柱形加工件，圆柱形孔洞的直径为55-60mm，固定杆的另一端穿入该圆柱形孔洞。进一步的，根据权利要求3所述的用于测试岩石抗拉强度的间接拉伸装置，其特征在于：所述支撑块上切槽的槽深为58-60mm，该切槽的宽度宽于固定杆的直径，支撑块侧面的贯穿孔穿过该切槽；所述端部加载块底部切槽的槽深为24-25mm，且该切槽槽宽大于固定杆的直径，端部加载块侧边的贯穿孔穿过该切槽。进一步的，所述下部半圆柱形加工件整体呈半环状，且其径向厚度为4-5mm，其底部凹槽的槽深为2-3mm，其底部凹槽的槽宽为19-20mm；所述支撑垫条整体呈棱柱状，支撑垫条的纵截面尺寸为20×10mm，支撑垫条的长度为128-130mm；所述试样侧加载块的切槽槽深为78-80mm，该切槽的宽度48-50mm。有益效果：本专利技术将压缩加载设备施加在两个加载块上的压缩荷载，通过固定于支撑块上的固定杆转换为拉伸荷载作用于准备好的岩石试样上，在岩石试样破坏面上产生均匀的轴向拉力，使得岩石试样受拉破坏，进而提供一种简单、可靠的间接方法测定岩石抗拉强度。附图说明图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术中支撑块示意图；图3为本专利技术中端部加载块示意图；图4为本专利技术中岩石试样装配示意图；图5为本专利技术中两个半圆柱形加工件示意图；图6为本专利技术中试件侧加载块示意图；图7为本专利技术中岩石试样受力示意图；图8为本专利技术的整体结构立体示意图。具体实施方式下面对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。如图1和图8所示，本专利技术的一种用于测试岩石抗拉强度的间接拉伸装置，包括上部半圆柱形加工件1、下部半圆柱形加工件2、支撑垫条3、试样侧加载块4、端部加载块5、支撑块6、固定杆7、中空岩石试样9以及加载垫板10。如图2所示，支撑块6放置于压缩试验机的加载平台上，所述支撑块6上部制有切槽，支撑块侧边制有圆柱形固定孔，该圆柱形固定孔沿长度方向贯通，穿过切槽。如图1所示，固定杆8放置于支撑块6切槽处，固定杆8中部和距端部50mm处制有直径10mm固定孔，固定杆8中部的固定孔与支撑块6侧边的固定孔对齐，通过从支撑块6侧边固定孔穿入，穿过固定杆8中部固定孔，从支撑块6另一边固定孔穿出的插销7固定。如图3所示，端部加载块5底部制有切槽，槽深25mm，槽宽略大于固定杆直径，在加载块5侧边设有一贯穿固定孔，该固定孔穿过加载块底部预制切槽。该固定孔与固定杆8端部固定孔对齐，由从加载块5侧边固定孔穿入，穿过固定杆8端部固定孔，从加载块5另一边固定孔穿出的插销7固定。如图4和5所示，本实施例中，间接拉伸试验用岩石试样9尺寸为120×120×40mm，制样时需在岩石试样9中部预制直径60mm圆柱形孔洞；所述上部半圆柱形加工件1和下部半圆柱形加工件2放置于此孔洞内，两个半圆柱形加工件如图5所示；所述上部半圆柱形加工件1中部制有圆柱形预制孔，该孔直径略大于固定杆8直径，固定杆8另一端穿过此孔，将岩石试样9固定；所述下部半圆柱形加工件2整体呈半环状，底部制有凹槽，槽宽20mm，用于放置支撑垫条3；所述支撑垫条截面为20×10mm，长130mm，所述试样侧加载块4跨过岩石试样8假设于支撑垫条上.如图6所示，试样侧加载块4底部制有一切槽，槽深80mm，宽度50mm，侧边制有截面为长方形的贯穿孔，固定杆8穿过此贯穿孔穿入上部半圆柱形加工件1中部的预制孔洞。加载垫板10放置于两个加载块上，便于压力试验机均匀的施加压缩荷载。通过放置于支撑块6处的固定杆8将压缩荷载转化为拉伸荷载施加于岩石试样9，以测得岩石试样8的抗拉强度。本专利技术中为适应不同尺寸的岩石试样9，相应部件(例如：试样侧加载块4、端部加载块5、加载垫板10等)及对应凹槽或切槽的尺寸均可适本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测试岩石抗拉强度的间接拉伸装置，其特征在于：包括加载垫板、试样侧加载块、端部加载块、支撑垫条、上部半圆柱形加工件、下部半圆柱形加工件、固定杆和支撑块；所述支撑块放置于压缩试验机的加载平台；所述上部半圆柱形加工件和下部半圆柱形加工件放置于中空岩石试样内部，下部半圆柱形加工件底部制有凹槽，凹槽内设置有支撑垫条；所述试样侧加载块和端部加载块分别放置于加载垫板上表面两侧，试样侧加载块底部制有切槽，通过该切槽使试样侧加载块跨过中空岩石试样架设于支撑垫条上；所述固定杆的一端与端部加载块相连，固定杆的中部固定于支撑块顶部，固定杆的另一端插入上部半圆柱形加工件使其与中空岩石试样固定。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于测试岩石抗拉强度的间接拉伸装置，其特征在于：包括加载垫板、试样侧加载块、端部加载块、支撑垫条、上部半圆柱形加工件、下部半圆柱形加工件、固定杆和支撑块；所述支撑块放置于压缩试验机的加载平台；所述上部半圆柱形加工件和下部半圆柱形加工件放置于中空岩石试样内部，下部半圆柱形加工件底部制有凹槽，凹槽内设置有支撑垫条；所述试样侧加载块和端部加载块分别放置于加载垫板上表面两侧，试样侧加载块底部制有切槽，通过该切槽使试样侧加载块跨过中空岩石试样架设于支撑垫条上；所述固定杆的一端与端部加载块相连，固定杆的中部固定于支撑块顶部，固定杆的另一端插入上部半圆柱形加工件使其与中空岩石试样固定。


2.根据权利要求1所述的用于测试岩石抗拉强度的间接拉伸装置，其特征在于：所述固定杆的一端距端部相应距离处设有固定孔，该固定孔与端部加载块侧边的贯穿孔相适配，通过插销插入固定孔和贯穿孔使固定杆与端部加载块固定；
所述上部半圆柱形加工件中部制有圆柱形预制孔，该预制孔直径大于固定杆直径，固定杆的另一端穿过该预制孔将中空岩石试样固定；
所述固定杆中部开设有固定孔，该固定孔与支撑块侧面的贯穿孔相适配，通过插销插入固定孔和贯穿孔使固定杆与支撑块固定。


3.根据权利要求1述的用于测试岩石抗拉强度的间接拉伸装置，其特征在于：所述支撑块顶部和端部加载块底部分别制有用于放置固定杆的切槽。


4.根据权利要求2所述的用于测试岩石抗拉强度的间接拉伸装置，其特征在于：所述支撑块、固...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文强，祝栋林，刘福东，
申请(专利权)人：江苏禹治流域管理技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32