一种固体材料动静组合拉剪强度测试试验装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种固体材料动静组合拉剪强度测试试验装置及测试方法，包括支撑系统、动静组合剪切加载机构、法向拉力加载机构及拉剪模具，支撑系统包括支撑平台，动静组合剪切加载机构包括加载杆，实验装置整体布置于支撑系统上，以测试试样为中心，左右两侧动静组合剪切加载机构沿试样布置，上下两侧的法向拉力加载机构以试样为中心垂直于支撑平台设置，所述拉剪模具包括应力调整台阶、U形试样固定槽和T形受力槽。本发明专利技术保证了剪切过程中法向拉应力始终垂直于轴向加载，解决了现有拉剪强度测试实验装置在实验中由于剪切位移造成的法向拉力偏心问题，使得动静组合拉剪实验装置更加接近真实情况。加接近真实情况。加接近真实情况。

【技术实现步骤摘要】
一种固体材料动静组合拉剪强度测试试验装置及测试方法


[0001]本专利技术涉及材料力学领域，尤其涉及岩石和混凝土等固体材料动静组合拉剪实验


技术介绍

[0002]岩质边坡、地下矿山采空区顶板岩体往往承受着拉剪荷载的作用，尤其是在地震、爆破等自然或人为动力扰动作用下，岩石材料受到拉应力和动力扰动的共同作用，对岩石力学性能及破坏模式产生极大影响，对岩体工程、矿山安全运营造成严重威胁。因此了解并掌握岩石等固体材料在动态拉剪荷载作用下的剪切力学性质和破坏规律对岩体工程、矿山等地下工程的科学设计、安全运营以及稳定性评估等具有十分重要的作用。
[0003]目前，由于缺少可以开展动静组合剪切实验研究的装置，关于岩石、混凝土等固体材料的动静组合剪切试验研究受到限制。近年来，虽然有学者在岩石动态拉剪性能测试方面进行了动态试验设备和方法的研究，例如，有学者提供了一种法向拉应力作用下的岩石动力剪切强度测试装置(CN 213516698U)，可以开展法向拉应力作用下的动态剪切试验，但该实验装置通过拉杆配合应变片对试样施加法向拉应力，拉应力设置精确度受本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体材料动静组合拉剪强度测试试验装置，其特征在于：包括支撑系统、动静组合剪切加载机构、法向拉力加载机构及拉剪模具，支撑系统包括支撑平台(1)，动静组合剪切加载机构包括加载杆，实验装置整体布置于支撑系统上，以测试试样(35)为中心，左右两侧动静组合剪切加载机构沿试样(35)布置，上下两侧的法向拉力加载机构以试样(35)为中心垂直于支撑平台(1)设置，所述拉剪模具包括应力调整台阶、U形试样固定槽和T形受力槽；上伺服控制油缸(27)通过活塞杆与上拉力腔(31)连接，上T形受力槽(25)通过侧面滑动安装入上拉力腔(31)腔内，且通过设置滚珠(30)使得二者能够沿轴向发生自由相对滑动，上T形受力槽(25)与上U形试样固定槽(23)为右侧拉剪模具的一部分，起到传递法向拉力的作用；上方拉力施加时，荷载由上伺服控制油缸(27)提供，上方荷载通过活塞杆传递到上拉力腔(31)后，通过滚珠(30)施加到上T形受力槽(25)两翼，从而对整个右侧拉剪模具施加目标荷载，上U形试样固定槽(23)内表面与试样上表面紧密固定，从而对试样上表面施加目标拉力荷载；下伺服控制油缸(28)通过活塞杆与下拉力腔(32)连接，下T形受力槽(26)通过侧面滑动安装入下拉力腔(32)腔内，且通过设置滚珠(30)使得二者可沿轴向发生自由相对滑动，下T形受力槽(26)与下U形试样固定槽(24)为左侧拉剪模具的一部分，起到传递法向拉力的作用；下方拉力施加时，荷载由下伺服控制油缸(28)提供，下方荷载通过活塞杆传递到下拉力腔(32)后，通过滚珠(30)施加到下T形受力槽(26)两翼，从而对整个左侧拉剪模具施加目标荷载，下U形试样固定槽(24)内表面与试样下表面紧密固定，从而对试样下表面施加目标拉力荷载。2.根据权利要求1所述的一种固体材料动静组合拉剪强度测试试验装置，其特征在于：所述支撑系统还包括多个支撑底座(2)、右侧伺服油缸底座(3)、左侧伺服油缸底座(11)、右侧电磁脉冲发生器底座(7)、左侧电磁脉冲发生器底座(15)，其中右侧伺服油缸底座(3)、右侧电磁脉冲发生器底座(7)、多个支撑底座(2)、左侧电磁脉冲发生器底座(15)、左侧伺服油缸底座(11)按此顺序从右至左平行设置于支撑平台(1)上，且能够沿支撑平台(1)左右平移并固定在所需位置，左侧伺服油缸(12)放置于左侧伺服油缸底座(11)上。3.根据权利要求2所述的一种固体材料动静组合拉剪强度测试试验装置，其特征在于：动静组合剪切加载机构中，左侧活塞杆(13)右端面紧贴左侧加载框(14)左端面，左侧静态剪切荷载加载时，通过左侧伺服油缸(12)对左侧活塞杆(13)施加荷载，荷载通过左侧加载框(14)、左侧加载杆(18)、左侧套杆(20)及左侧应力调整台阶(22)加载于试样(35)；右侧伺服油缸(4)放置于右侧伺服油缸底座(3)上，右侧活塞杆(5)左端面紧贴右侧加载框(6)左端面，右侧静态剪切荷载加载时，通过右侧伺服油缸(4)对右侧活塞杆(5)施加荷载，荷载通过右侧加载框(6)、右侧加载杆(10)、右侧套杆(19)及右侧应力调整台阶(21)加载于试样(35)。4.根据权利要求3所述的一种固体材料动静组合拉剪强度测试试验装置，其特征在于：左侧电磁脉冲发生器底座(15)放置于左侧加载框(14)中，左侧电磁脉冲发生器(16)放置于左侧电磁脉冲发生器底座(15)上，左侧加载杆(18)放置于支撑底座(2)上能够沿支撑平台轴向左右滑动，所述左侧加载杆(18)左端面紧贴在左侧电磁脉冲发生器(16)右端面，左侧套杆(20)套接于左侧加载杆(18)靠近试样(35)一侧端部，用于连接左侧拉剪模具与左侧加载杆(18)；左侧动静组合剪切加载机构加载时，左侧荷载由左侧电磁脉冲发生器(16)右端
面输出，通过左侧加载杆(18)左端面传播至左侧加载杆(18)内，经左侧加载杆(18)传递至左侧套杆(20)，通过左...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢和平，周韬，殷雪菡，朱建波，周昌台，王宏伟，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：