本发明专利技术公开了一种岩石模拟材料动静组合加载强度的测试装置及测试方法，可以进行测试岩石模拟材料动静组合加载强度。所述测试装置，包括爆炸荷载加载装置、静力加载装置、应力波杆件传输装置，其中，爆炸荷载加载装置和应力波杆件传输装置的一端连接，应力波杆件传输装置和岩石模拟材料试样连接，应力波杆件传输装置和静力加载装置连接。装置和静力加载装置连接。装置和静力加载装置连接。
【技术实现步骤摘要】
岩石模拟材料动静组合加载强度的测试装置及测试方法
[0001]本专利技术涉及测试领域，具体来说，涉及一种岩石模拟材料动静组合加载强度的测试装置及测试方法。
技术介绍
[0002]现有技术中，霍布金森压杆装置可以实现对岩石冲击荷载动载抗拉和抗压强度的测试，基本满足工程的需求。然而，炸药在岩体中爆炸后会产生两种破坏效应，一是冲击压缩波对周围岩体的作用，二是气体膨胀波对周围岩体的作用。现有的霍布金森压杆装置主要测试第一种效应，无法考虑到气体膨胀波对周围岩体的作用。同时，利用霍布金森压杆装置测试的动力加载速率也十分有限。
技术实现思路
[0003]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种岩石模拟材料动静组合加载强度的测试装置及测试方法，进行测试岩石模拟材料动静组合加载强度。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术实施例采用以下技术方案：
[0005]一方面，本专利技术实施例提供一种岩石模拟材料动静组合加载强度的测试装置，包括爆炸荷载加载装置、静力加载装置、应力波杆件传输装置，其中，爆炸荷载加载装置和应力波杆件传输装置的一端连接，应力波杆件传输装置和岩石模拟材料试样连接，应力波杆件传输装置和静力加载装置连接。
[0006]优选的，所述爆炸荷载加载装置包括设有输线孔的封孔器、爆炸荷载加载器、岩石模拟材料层、装药孔、密封盖，其中，封孔器的一端和爆炸荷载加载器的一端固定连接，爆炸荷载加载器内腔填充岩石模拟材料层，岩石模拟材料层中设有装药孔，所述装药孔的一端和输线孔连通，装药孔中填充弹药；所述密封盖和爆炸荷载加载器的另一端固定连接。
[0007]优选的，所述爆炸荷载加载器的内壁设有消波板。
[0008]优选的，所述应力波杆件传输装置包括实体入射杆、透射杆；所述实体入射杆的一端穿过密封盖，和装药孔相对；实体入射杆的另一端和岩石模拟材料试样连接，透射杆的一端和岩石模拟材料试样连接，实体入射杆和透射杆位于岩石模拟材料试样两侧。
[0009]优选的，所述实体入射杆靠近装药孔的第一端部呈圆柱体，第一端部和实体入射杆主体之间设有圆台状的连接部，且向装药孔方向，连接部的直径逐渐增加。
[0010]优选的，所述透射杆为空心杆或者实心杆。
[0011]优选的，所述静力加载装置包括围压加载器、轴压承载器和轴压加载器，其中，所述围压加载器包括含有声发射孔的前部加载器、含有声发射孔的后部加载器、含有声发射孔的上部加载器、含有声发射孔的下部加载器，前部加载器位于岩石模拟材料试样的前部，后部加载器位于岩石模拟材料试样的后部，上部加载器位于岩石模拟材料试样的上部，下部加载器位于岩石模拟材料试样的下部；前部加载器的声发射孔、后部加载器的声发射孔、上部加载器的声发射孔和下部加载器的声发射孔均朝向岩石模拟材料试样；轴压承载器的
一端与透射杆连接，轴压加载器与轴压承载器的另一端连接。
[0012]另一方面，本专利技术实施例还提供一种岩石模拟材料动静组合加载强度的测试方法，包括以下步骤：
[0013]S10装填材料成型：将封孔器和爆炸加载器的一端螺纹连接，在爆炸加载器内填装岩石模拟材料层，在填装过程中放置T形模具；
[0014]S20装药：在岩石模拟材料层成型后，将T形模具取出，形成装药孔和接口；将电子雷管安装在炸药内，进行绑扎，然后将与电子雷管相连的脚线从输线孔穿出，再将炸药放置在装药孔内；
[0015]S30连接设备：将爆炸荷载加载器与密封盖连接，将实体入射杆的第一端部放入岩石模拟材料层内腔的接口内，依次将岩石模拟材料试样和实体入射杆连接，将透射杆和岩石模拟材料试样连接，将透射杆和轴压承载器连接，将轴压承载器和轴压加载器连接；将前部加载器放置在岩石模拟材料试样的前部，将后部加载器放置在岩石模拟材料试样的后部，将上部加载器放置在岩石模拟材料试样的上部，将下部加载器放置在岩石模拟材料试样的下部；将声发射探头安装在岩石模拟材料试样上，并将声发射探头的线通过前部加载器、后部加载器、上部加载器和下部加载器的声发射输线孔输出；在实体入射杆和透射杆中部位置粘贴超动态应变片；
[0016]S40加静载：通过轴压加载器对透射杆施加轴向压力荷载，压力荷载通过透射杆依次传递到岩石模拟材料试样、实体入射杆、岩石模拟材料层上，岩石模拟材料层在压力荷载作用下压实；然后通过围压加载器的前部加载器、后部加载器、上部加载器和下部加载器对岩石模拟材料试样施加不同的侧向压力荷载；
[0017]S50加动载：通过输线孔内的脚线引爆装药孔内的炸药，炸药爆炸产生的冲击波和气体膨胀波推动实体入射杆对岩石模拟材料试样作用，实现对岩石模拟材料试样的动静组合加载；
[0018]S60采集应力波数据：在加动载过程中，对实体入射杆和透射杆上的超动态应变片中的数据进行采集。
[0019]优选的，所述步骤S10中，T形模具的轴线与输线孔在同一轴线上，T形模具的一端部与实体入射杆的第一端部尺寸相同，T形模具的主体与装药孔尺寸相同；装药孔与封孔器内的输线孔相通。
[0020]优选的，所述步骤S60中，当透射杆为空心杆时，测试得到层裂强度；当透射杆为实心杆时，测试得到动态抗压强度。
[0021]与现有技术相比，本专利技术实施例具有以下有益效果：本实施例的岩石模拟材料动静组合加载强度的测试装置及测试方法，可以采用炸药爆炸产生的冲击波和气体膨胀波对周围介质作用后，产生的较高强度冲击荷载对岩石模拟材料作用，进行测试岩石模拟材料动静组合加载强度。本实施例考虑了实际爆破工程中炸药在岩体中炸药爆炸后产生的冲击波和气体膨胀波对周围介质的作用因素；具体实施手段是在动载加载装置中埋设炸药，通过引爆动载加载装置模拟材料层中的炸药，炸药爆炸后会产生冲击波和气体膨胀波对周围模拟材料介质作用后，推动实体入射杆对岩石模拟材料试样作用，使得岩石模拟材料试样破坏。另外，利用波阻抗不匹配产生反射拉伸波对岩体造成层裂破坏来测试岩体模拟试样的层裂强度。
附图说明
[0022]图1是本专利技术实施例的结构示意图；
[0023]图2是本专利技术实施例中围压加载器的布设示意图；
[0024]图3是本专利技术实施例中轴压加载器的结构示意图；
[0025]图4是本专利技术实施例中前部加载器的正视图。
[0026]图中有：输线孔1、封孔器2、爆炸荷载加载器3、岩石模拟材料层4、装药孔5、密封盖6、实体入射杆7、围压加载器8、透射杆9、轴压承载器10、轴压加载器11、岩石模拟材料试样12、前部加载器13、后部加载器14、上部加载器15、下部加载器16、声发射孔17。
具体实施方式
[0027]下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0028]本专利技术实施例的一种岩石模拟材料强度的测试装置，包括爆炸荷载加载装置、静力加载装置、应力波杆件传输装置。爆炸荷载加载装置和应力波杆件传输装置的一端连接，应力波杆件传输装置和岩石模拟材料试样12连接，应力波杆件传输装置和静力加载装置连接。
[0029]通过设置爆炸荷本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种岩石模拟材料动静组合加载强度的测试装置，其特征在于，包括爆炸荷载加载装置、静力加载装置、应力波杆件传输装置，其中，爆炸荷载加载装置和应力波杆件传输装置的一端连接，应力波杆件传输装置和岩石模拟材料试样(12)连接，应力波杆件传输装置和静力加载装置连接。2.按照权利要求1所述的岩石模拟材料动静组合加载强度的测试装置，其特征在于，所述爆炸荷载加载装置包括设有输线孔(1)的封孔器(2)、爆炸荷载加载器(3)、岩石模拟材料层(4)、装药孔(5)、密封盖(6)，其中，封孔器(2)的一端和爆炸荷载加载器(3)的一端固定连接，爆炸荷载加载器(3)内腔填充岩石模拟材料层(4)，岩石模拟材料层(4)中设有装药孔(5)，所述装药孔(5)的一端和输线孔(1)连通，装药孔(5)中填充弹药；所述密封盖(6)和爆炸荷载加载器(3)的另一端固定连接。3.按照权利要求1所述的岩石模拟材料动静组合加载强度的测试装置，其特征在于，所述爆炸荷载加载器(3)的内壁设有消波板。4.按照权利要求2所述的岩石模拟材料动静组合加载强度的测试装置，其特征在于，所述应力波杆件传输装置包括实体入射杆(7)、透射杆(9)；所述实体入射杆(7)的一端穿过密封盖(6)，和装药孔(5)相对；实体入射杆(7)的另一端和岩石模拟材料试样(12)连接，透射杆(9)的一端和岩石模拟材料试样(12)连接，实体入射杆(7)和透射杆(9)位于岩石模拟材料试样(12)两侧。5.按照权利要求2所述的岩石模拟材料动静组合加载强度的测试装置，其特征在于，所述实体入射杆(7)靠近装药孔(5)的第一端部呈圆柱体，第一端部和实体入射杆(7)主体之间设有圆台状的连接部，且向装药孔(5)方向，连接部的直径逐渐增加。6.按照权利要求1所述的岩石模拟材料动静组合加载强度的测试装置，其特征在于，所述透射杆(9)为空心杆或者实心杆。7.按照权利要求1所述的岩石模拟材料动静组合加载强度的测试装置，其特征在于，所述静力加载装置包括围压加载器(8)、轴压承载器(10)和轴压加载器(11)，其中，所述围压加载器(8)包括含有声发射孔(17)的前部加载器(13)、含有声发射孔(17)的后部加载器(14)、含有声发射孔(17)的上部加载器(15)、含有声发射孔(17)的下部加载器(16)，前部加载器(13)位于岩石模拟材料试样(12)的前部，后部加载器(14)位于岩石模拟材料试样(12)的后部，上部加载器(15)位于岩石模拟材料试样(12)的上部，下部加载器(16)位于岩石模拟材料试样(12)的下部；前部加载器(13)的声发射孔(17)、后部加载器(14)的声发射孔(17)、上部加载器(15)的声发射孔(17)和下部加载器(16)的声发射孔(17)均朝向岩石模拟材料试样(12)；轴压承载器(10)的一端与透射杆(9)连接，轴压加载器(...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢理想，金家万，陈超，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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