一种方形试件拉剪试验固定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方形试件拉剪试验固定装置及试验方法，包括固定组件和试件夹具，固定组件包括第一垫片和第二垫片，所述的第一垫片包括两个U型垫片，两个U型垫片上下对称设置在试件的上部和下部，且在两个U型垫片上设有安装孔；第二垫片安装在第一垫片侧壁与试件形成的间隙内；所述试件夹具包括两个L型夹具，两个L型夹具分别与对应的第一垫片相连，且L型夹具的竖向侧壁与第一垫片的竖向侧壁垂直。

【技术实现步骤摘要】
一种方形试件拉剪试验固定装置及试验方法
本专利技术涉及岩土力学的测试领域，尤其是一种方形试件拉剪试验固定装置及试验方法。
技术介绍
岩质边坡工程及深埋隧道工程等常常面临岩体的强烈开挖卸荷，由于岩石非均质性和各向异性，卸荷将诱发岩体差异回弹变形，部分围岩将承受拉剪应力，甚至会发生拉剪混合破坏或呈现张性劈裂破坏而使围岩失稳。而研究室内拉剪破坏过程的力学性质与变形特性对于拉剪等张性岩土工程破坏灾害的主动防治具有重要意义。专利技术人发现目前对室内试样拉剪破坏的研究主要有数值模拟和室内试验两种方式。在数值模拟方面，大量学者对室内拉剪试验的破裂特征进行了模拟，但无法模拟试样拉剪强度包络的非线性。而室内拉剪试验主要通过预制裂隙、改变试样形状和自制拉剪试验系统来实现，但目前的试验固定装置方法解决在潜在破裂面上拉伸应力与剪切应力无法独立施加的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种结构简单，操作简便，可用于方形试件拉剪试验的固定装置，该装置可预留结构面周围表面，便于观察结构面断裂破坏过程，有利于研究室内方形试样拉剪破坏形式及破坏规律。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：第一方面，本专利技术公开了一种方形试件拉剪试验固定装置，包括固定组件和试件夹具，固定组件包括第一垫片和第二垫片，所述的第一垫片包括两个U型垫片，两个U型垫片上下对称设置在试件的上部和下部，且在两个U型垫片上设有安装孔；第二垫片安装在第一垫片侧壁与试件形成的间隙内；所述试件夹具包括两个L型夹具，两个L型夹具分别与对应的第一垫片相连，且L型夹具的竖向侧壁与第一垫片的竖向侧壁垂直。第二方面，本专利技术基于上述的方形试件拉剪试验固定装置提出了一种试验方法，包括以下步骤：粘结第二垫片，粘贴前，将试件上表面的浮灰打磨干净，在距离试块顶面和底面设定距离的试样两侧分别用粘第二垫片，粘贴后使用均匀接触压力使粘贴部位达到最佳固化效果；第二垫片粘好后，放置待胶粘剂稍凝固后可安装试件第二垫片；安装第一垫片，将一个第一垫片倒扣在试件顶部，另一个第一垫片安装在试件底部，且与试件粘贴，并通过第一垫片的侧面安装孔，使用加固螺丝将第一垫片与第二垫片紧固。安装试件夹具，空留出试件前后两面，将试件夹具上的安装孔试件上下两个第一垫片的安装孔对齐，使用螺栓连接；待胶粘剂达到最大强度后，将试件夹具分别与上下加载圆盘通过竖向连接孔连接，将试验机的横向加载机构与上下夹具加载板对齐，即可开始方形试样拉剪试验。本专利技术解决了室内试样拉剪试验中方形试件的固定问题，具有以下优点：1.本专利技术提供的室内方形拉剪试验的试件夹具通过加固螺丝将垫片与试件紧固，保证了夹具与试件结合的紧密性，通过连接孔和横向加载板与试验机相连，可同时施加拉伸应力和剪切应力。并且预留了结构面周围表面，便于观察结构面断裂破坏过程。2.本专利技术研究了一种方形试件拉剪试验固定装置，能成功的将方形试件精确固定在岩石力学实验机上，解决了室内方形试样拉剪力学试验中拉伸应力与剪切应力无法独立施加的难题。与前人研究相比，采用该试验固定装置进行拉剪试验的结果更加准确，所得出的模型试验研究成果与工程实践更接近。3、本专利结构简单、设计合理,制作成本低,便于推广应用。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1、本专利技术的整体结构示意图；图2、本专利技术在加载状态下的结构示意图；图3、本专利技术试件夹具的结构示意图；图4、本专利技术上下垫片的结构示意图；其中:1.方形试样；2.预制裂隙；3.垫片，3-1上垫片，3-2下垫片；4.侧面垫片，4-1上侧面垫片，4-2下侧面垫片，4-3上侧面垫片，4-4下侧面垫片；5.夹具，5-1上夹具，5-2下夹具；6.安装孔；6-1安装孔，6-2安装孔，7.试验机横向加载机构；8.安装孔；9.竖向连接孔；10-1.螺栓,10-2螺栓。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本专利技术另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；为了方便叙述，本专利技术中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语解释部分:本专利技术中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术的具体含义。正如
技术介绍
部分所描述的，目前对室内试样拉剪破坏的研究主要有数值模拟和室内试验两种方式。在数值模拟方面，大量学者对室内拉剪试验的破裂特征进行了模拟，但无法模拟试样拉剪强度包络的非线性。而室内拉剪试验主要通过预制裂隙、改变试样形状和自制拉剪试验系统来实现，但目前的试验固定装置方法解决在潜在破裂面上拉伸应力与剪切应力无法独立施加的难题。为了解决该问题，本专利技术提供了一种方形试件拉剪试验固定装置。本专利技术提供的方形试件拉剪试验固定装置，如图1、图2所示，包括固定组件和试件夹具，其中固定组件包括两片垫片3、四片侧面垫片4；需要说明的是，本实施例中的垫片3为
技术实现思路
部分的第一垫片，垫片4为
技术实现思路
部分的第二垫片；对应的附图1、附图2，两片垫片3对应的为上垫片3-1和下垫片3-2，上垫片3-1和下垫片3-2均为U型，上垫片3-1的U形口朝下设置，下垫片3-2的U形口朝上设置，上垫片3-1和下垫片3-2上下对称设置，上垫片3-1的水平部设有安装孔6-1，下垫片3-2的水平部设有安装孔6-2，安装孔6-1、安装孔6-2用于与夹具5的连接；同时在上垫片3-1和下垫片3-2的侧壁上也还设有安装孔，侧壁上的安装孔与螺栓10-1配合，实现上垫片3-1和下垫片3-2与对应的侧面垫片之间的连接。同时上垫片3-1和下垫片3-2通过胶粘剂与试件1相连，上垫片3-1和下垫片3-2与试件1之间有一定的间隙。对应的附图1、附图2，四片侧面垫片4分别是上侧面垫片4-1、下侧面垫片4-2、上侧面垫片4-3、下侧面垫片4-4，上侧面垫片4-1位于上垫片3-1左侧壁与试样之间；上侧面垫片4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方形试件拉剪试验固定装置，其特征在于，包括固定组件和试件夹具，固定组件包括第一垫片和第二垫片，所述的第一垫片包括两个U型垫片，两个U型垫片上下对称设置在试件的上部和下部，且在两个U型垫片上设有安装孔；第二垫片安装在第一垫片侧壁与试件形成的间隙内；/n所述试件夹具包括两个L型夹具，两个L型夹具分别与对应的第一垫片相连，且L型夹具的竖向侧壁与第一垫片的竖向侧壁垂直。/n

【技术特征摘要】
1.一种方形试件拉剪试验固定装置，其特征在于，包括固定组件和试件夹具，固定组件包括第一垫片和第二垫片，所述的第一垫片包括两个U型垫片，两个U型垫片上下对称设置在试件的上部和下部，且在两个U型垫片上设有安装孔；第二垫片安装在第一垫片侧壁与试件形成的间隙内；
所述试件夹具包括两个L型夹具，两个L型夹具分别与对应的第一垫片相连，且L型夹具的竖向侧壁与第一垫片的竖向侧壁垂直。


2.如权利要求1所述的方形试件拉剪试验固定装置，其特征在于，所述固定组件和试件夹具为刚性结构。


3.如权利要求1所述的方形试件拉剪试验固定装置，其特征在于，L型夹具的竖向侧壁上设有加载板。


4.如权利要求3所述的方形试件拉剪试验固定装置，其特征在于，试验机通过加载板对试件进行横向加载。


5.如权利要求1所述的方形试件拉剪试验固定装置，其特征在于，L型夹具的水平壁与第一面垫片之间通过螺栓连接，并在水平壁上留有与试验机的连接孔。


6.如权利要求1所述的方形试件拉剪试验固定装...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪亮，杨光宇，李利平，石少帅，孙子正，李术才，周申，范宏运，李尚安，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37