本发明专利技术公开了一种大尺寸岩石试样主应力加载装置，旨在有效解决油缸加卸载过程中活塞发生偏转，造成试样偏压的问题。为此，本发明专利技术提供的大尺寸岩石试样主应力加载装置，包括用于固定试样的加载承压台以及设置于所述加载承压台上的加载框架，所述加载框架的顶部设有用于对试样施加加载力的加载油缸，所述加载油缸的活塞杆下端固定设有加载头，所述加载油缸的活塞杆与所述加载头之间还固定设有防转板，所述加载油缸的缸体上固定连接有导套，所述防转板上固定设有与所述导套滑动配合的导柱，所述导柱在所述导套内的滑动方向与所述加载油缸的加载方向平行。的加载方向平行。的加载方向平行。
【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸岩石试样主应力加载装置
[0001]本专利技术涉及岩体力学室内试验
，具体为一种大尺寸岩石试样主应力加载装置。
技术介绍
[0002]岩体作为复杂的地质体，由岩块及结构面组成，在不同的空间尺寸上，其内部结构和构造的复杂程度不同。由于小尺寸岩石试样尺寸较小，只能用于岩块的试验，因此很难考虑真实岩体内部结构特征的影响，而大尺寸岩体的力学试验结果在很大程度上比室内小尺寸试样的试验结果更接近真实岩体的力学性质。与实际工况尺度下的岩体性质相比，室内试验所测得的岩体力学性质的失真度亟待解决，故需要开展更大尺寸岩体室内力学测试。此外室内大尺寸岩体力学试验的开展，能够使得岩体力学室内试验研究与大尺寸岩体试样数值模拟试验、现场原位试验、现场实际工程及理论推导相印证，促进岩体力学室内试验技术的发展。但是因大尺寸岩石试样试验时最小水平主应力高达120MPa,在如此大的加载力作用下，加载油缸的活塞经常发生偏转导致试样加卸载过程中加载头产生窜动，使得试样偏压。
技术实现思路
[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种大尺寸岩石试样主应力加载装置，旨在有效解决油缸加卸载过程中活塞发生偏转，造成试样偏压的问题。
[0004]为此，本专利技术提供的大尺寸岩石试样主应力加载装置，包括用于固定试样的加载承压台以及设置于所述加载承压台上的加载框架，所述加载框架的顶部设有用于对试样施加加载力的加载油缸，所述加载油缸的活塞杆下端固定设有加载头，所述加载油缸的活塞杆与所述加载头之间还固定设有防转板，所述加载油缸的缸体上固定连接有导套，所述防转板上固定设有与所述导套滑动配合的导柱，所述导柱在所述导套内的滑动方向与所述加载油缸的加载方向平行。
[0005]具体的，所述导套上还设有对所述导柱移动距离进行测量的位移传感器。
[0006]具体的，所述加载头与所述防转板之间还设有压力传感器。
[0007]具体的，所述防转板的四个顶角处均设有所述导柱。
[0008]具体的，所述加载承压台的底部还固定设有埋入地基中的地脚螺栓。
[0009]具体的，所述加载框架包括顶梁和支撑所述顶梁的四根立柱，每根所述立柱的两端分别与所述顶梁和加载承压台固定连接，所述加载油缸固定安装在所述顶梁上。
[0010]具体的，所述加载头包括基座、压板和球形压头，所述球形压头的顶端与所述基座固定连接，加载时，所述球形压头与所述岩石试样之间还垫有所述压板，所述压板上表面设有与所述球形压头匹配的球形凹腔。
[0011]具体的，所述压板通过连接组件与所述基座连接，所述连接组件包括布置在所述球形压头两侧的至少一对连接螺栓，所述基座上设有供所述连接螺栓穿过的通孔，所述连
接螺栓从对应的所述通孔穿过后与所述压板固定连接，所述连接螺栓的螺帽端与所述基座之间连接有弹性元件。
[0012]与现有技术相比，本专利技术至少一个实施例具有如下有益效果：在加载油缸的活塞杆上设有防转板，防转板与加载油缸的缸体之间连接有导柱导套结构，导柱导套结构的导向方向与加载油缸的加载方向平行，通过导柱和导套进行导向，可以有效防止油缸加卸载过程中活塞发生偏转，造成试样偏压。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1是本专利技术实施例提供的大尺寸岩石试样主应力加载装置结构示意图；
[0015]图2是本专利技术实施例提供的导柱导套结构示意图；
[0016]其中：1、加载承压台；2、加载框架；201、顶梁；202、立柱；3、加载油缸；301、活塞杆；302、缸体；4、加载头；401、基座；402、压板；403、球形压头；5、防转板；6、导套；7、导柱；8、位移传感器；9、压力传感器；10、地脚螺栓；11、连接螺栓；12、通孔；13、弹性元件。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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装置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。
[0019]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0020]参见图1和图2，一种大尺寸岩石试样主应力加载装置，包括用于固定试样的加载承压台1以及设置于加载承压台1上的加载框架2，加载框架2的顶部设有用于对试样施加加载力的加载油缸3，加载油缸3的活塞杆301下端固定设有加载头4，加载油缸3的活塞杆301与加载头4之间还固定设有防转板5，加载油缸3的缸体302上固定连接有导套6，防转板5上固定设有与导套6滑动配合的导柱7，导柱7在导套6内的滑动方向与加载油缸3的加载方向平行。
[0021]本实施例中，在加载油缸3的活塞杆301上设有防转板5，防转板5与加载油缸3的缸
体302之间连接有导柱导套结构，导柱导套结构的导向方向与加载油缸3的加载方向平行，通过导柱7和导套6进行导向，可以有效防止油缸加卸载过程中活塞发生偏转，造成试样偏压。
[0022]参见图1和图2，可以理解的是，在实际设计过程中，在导套6上还可以设置对导柱7移动距离进行测量的位移传感器8，通过位移传感器8测量导柱7在导套6内的移动距离，可以间接实现加载油缸3加载距离的测量。此外，在加载头4与防转板5之间还可以增设压力传感器9，通过压力传感器9可以实现加载压力的测量，其中，压力传感器9的测量范围为40kN—20000kN，加卸载油缸能够提供的最大加载载荷为20MN，试样的最大尺寸为1200mm，形状为立方体。
[0023]参见图1，在一些实施例中，为保证导向的可靠性，在防转板5的四个顶角处均设有导柱7，每个导柱7均与一个导套6配合。此外，为防止加载承压台1在加载过程中由于反力作用而松动，在加载承压台1的底部还固定设有埋入地基中的地脚螺栓10，地脚螺栓10则与加载承压台1通过六角螺母和弹簧垫圈连接。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种大尺寸岩石试样主应力加载装置，包括用于固定试样的加载承压台(1)以及设置于所述加载承压台(1)上的加载框架(2)，所述加载框架(2)的顶部设有加载油缸(3)，所述加载油缸(3)的活塞杆(301)下端固定设有加载头(4)，其特征在于：所述加载油缸(3)的活塞杆(301)与所述加载头(4)之间还固定设有防转板(5)，所述加载油缸(3)的缸体(302)上固定连接有导套(6)，所述防转板(5)上固定设有与所述导套(6)滑动配合的导柱(7)，所述导柱(7)在所述导套(6)内的滑动方向与所述加载油缸(3)的加载方向平行。2.根据权利要求1所述的大尺寸岩石试样主应力加载装置，其特征在于：所述导套(6)上还设有对所述导柱(7)移动距离进行测量的位移传感器(8)。3.根据权利要求1所述的大尺寸岩石试样主应力加载装置，其特征在于：所述加载头(4)与所述防转板(5)之间还设有压力传感器(9)。4.根据权利要求1所述的大尺寸岩石试样主应力加载装置，其特征在于：所述防转板(5)的四个顶角处均设有所述导柱(7)。5.根据权利要求1所述的大尺寸岩石试样主应力加载装置，其特征在于：所述加载承压台(1)的底部还固定设有埋入地基中的地脚螺栓(10)。6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵庆雄，曹平，林杭，蔡文斌，孙石炼，黄璐怡，庞永康，郭群，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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