一种大尺寸岩体试样三向五面加卸载试验系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大尺寸岩体试样三向五面加卸载试验系统，包括加卸载试验机，加卸载试验机包括用于固定试样的试样加载台、设置于试样加载台上方的升降架以及带动升降架上下移动的升降组件，所述升降架上设有对所述试样的施顶面加载荷的顶部静压加载缸和四个侧面施加载荷的侧向静压加载缸，所述顶部静压加载缸和所述侧向静压加载缸之间形成有底部开口的试样装载腔，所述升降组件带动所述升降架向下移动时，所述试样能够装入所述试样装载腔中，还包括将试样从加卸载试验机外部运输至所述试样加载台上的运输系统，该三向五面加卸载试验系统具有装载方便的优点。试验系统具有装载方便的优点。试验系统具有装载方便的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸岩体试样三向五面加卸载试验系统


[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体试样三向五面加卸载试验系统。

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，很难考虑真实岩体内部结构特征的影响，大尺寸岩体力学试验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。
[0003]目前我国岩体力学室内大尺寸岩体试样三向五面加卸载试验系统能够实现的最小尺寸为30cm
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30cm
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30cm，对于普通花岗岩按照尺寸400mm立方体，密度2.8g/cm3计算试样质量为179.2kg，对于该大尺寸岩体试样，如何实现岩体试样在三向五面加卸载试验系统内部的装载是目前亟待解决的一个技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种岩体试样装载方便的大尺寸岩体试样三向五面加卸载试验系统。
[0005]为此，本专利技术提供的大尺寸岩体试样三向五面加卸载试验系统，包括加卸载试验机，加卸载试验机包括用于固定试样的试样加载台、设置于试样加载台上方的升降架以及带动升降架上下移动的升降组件，所述升降架上设有对所述试样的施顶面加载荷的顶部静压加载缸和四个侧面施加载荷的侧向静压加载缸，所述顶部静压加载缸和所述侧向静压加载缸之间形成有底部开口的试样装载腔，所述升降组件带动所述升降架向下移动时，所述试样能够装入所述试样装载腔中；
[0006]还包括将试样从加卸载试验机外部运输至所述试样加载台上的运输系统，所述运输系统包括布置在试样加载台两侧的一对导轨以及顺着导轨移动的移动小车，所述导轨的一端延伸至所述加卸载试验机外，所述移动小车上设有托架以及带动托架升降的升降机构，所述托架用于承载底板，所述底板上放置有试样；
[0007]所述移动小车移动至第一位置时，所述托架位于所述加卸载试验机外侧，从而便于试样的安放，所述移动小车移动至第二位置时，所述托架位于所述试样加载台的正上方，所述升降机构能够带动所述托架下降，将所述底板落在所述试样加载台上。
[0008]具体的，至少一个静压加载缸的加载头上设有扰动组件，所述静压加载缸用于推动所述加载头对试样施加静态载荷，所述扰动组件作用于所述加载头从而对试样施加动态扰动载荷，所述扰动组件包括扰动杆以及对所述扰动杆施加冲击载荷的扰动油缸，所述静态加载缸的活塞杆内设有供所述扰动杆穿出的通道，所述扰动杆滑动安装在所述通道内，且一端从所述活塞杆的前端穿出与所述加载头固定连接，另一端从所述静态加载缸的尾端穿出与所述扰动油缸对接。
[0009]具体的，各个静压加载缸的活塞杆上均固定设有防转板，所述静压加载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对应的所述静压加载缸的加载方向平行。
[0010]具体的，各个所述静压加载缸的活塞杆上均固定设有防转板，所述静压加载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对应的所述静压加载缸的加载方向平行。
[0011]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。
[0012]具体的，所述防转板的四个顶角处均设有所述导柱。
[0013]具体的，所述加载头包括基座、压板和球形压头，所述基座与扰动杆固定连接，所述球形压头的一端与所述基座固定连接，另一端与所述压板球面配合连接。
[0014]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。
[0015]具体的，所述试样的底部垫有底板，所述底板上位于所述试样的四周设置四块侧向加载板，所述岩体试样的顶部还覆盖有顶部加载板，加载时，所述顶部静压加载缸的加载头直接顶在所述顶部加载板上，所述侧向静压加载缸的加载头直接顶在所述侧向加载板上。
[0016]具体的，所述底板上设有将试样对中安放的试样定位边界画线，所述底板上位于每块所述侧向加载板的外侧均固定设有至少两根支撑杆，每根所述支撑杆上均设有螺纹孔，调节螺栓旋入所述螺纹孔中与对应的所述侧向加载板抵接。
[0017]具体的，所述试样加载台的底部还固定设有埋入地基中的地脚螺栓。
[0018]具体的，所述升降组件包括设置在升降架四个角处的四个竖直升降缸，各个所述竖直升降缸的底端与所述试样加载台固定连接。
[0019]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：在试样加载台上方设有升降架，升降架上设有对试样顶部进行加载的顶部加载杆和对试样侧部进行加载的侧向静压加载缸，顶部加载杆和侧向静压加载缸之间形成有底部开口的试样装载腔，通过升降组件带动升降架下移，即可将试样装载腔倒扣在试样上，实现装样，实现岩体试样的自动装样，试样装载方便。
附图说明
[0020]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。
[0021]图1是本专利技术实施例提供的大尺寸岩体试样三向五面加卸载试验系统主视图；
[0022]图2是本专利技术实施例提供的大尺寸岩体试样三向五面加卸载试验系统剖视图；
[0023]图3是本专利技术实施例提供的加载头结构示意图；
[0024]图4是本专利技术实施例提供的三向五面加卸载试验系统移动小车位于第一位置示意
图；
[0025]图5是本专利技术实施例提供的运输系统侧视图；
[0026]图6是本专利技术实施例提供的运输系统俯视图；
[0027]图7是本专利技术实施例提供的扰动组件示意图；
[0028]其中：1、试样加载台；2、升降架；3、升降组件；4、顶部静压加载缸；5、侧向静压加载缸；6、试样装载腔；7、加载头；701、基座；702、压板；703、球形压头；8、防转板；9、导套；10、导柱；11、位移传感器；12、压力传感器；13、连接螺栓；14、弹性元件；15、底板；16、顶部加载板；17、侧向加载板；18、支撑杆；19、调节螺栓；20、地脚螺栓；21、导轨；22、移动小车；23、托架；24、升降机构；25、定位销；26、行程限位开关；27、扰动杆；28、扰动油缸；29、扰动座；30、扰动负荷传感器。
具体实施方式
[0029]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，本领域普通技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸岩体试样三向五面加卸载试验系统，包括加卸载试验机，其特征在于：所述加卸载试验机包括用于固定试样的试样加载台(1)、设置于试样加载台(1)上方的升降架(2)以及带动升降架(2)上下移动的升降组件(3)，所述升降架(2)上设有对所述试样的顶面施加载荷的顶部静压加载缸(4)和四个侧面施加载荷的侧向静压加载缸(5)，所述顶部静压加载缸(4)和所述侧向静压加载缸(5)之间形成有底部开口的试样装载腔(6)，所述升降组件(3)带动所述升降架(2)向下移动时，所述试样能够装入所述试样装载腔(6)中进行加载；还包括将试样从加卸载试验机外部运输至所述试样加载台(1)上的运输系统，所述运输系统包括布置在试样加载台(1)两侧的一对导轨(21)以及顺着导轨(21)移动的移动小车(22)，所述导轨(21)的一端延伸至所述加卸载试验机外，所述移动小车(22)上设有托架(23)以及带动托架(23)升降的升降机构(24)，所述托架(23)用于承载底板(15)，所述底板(15)上放置有试样；所述移动小车(22)移动至第一位置时，所述托架(23)位于所述加卸载试验机外侧，从而便于试样的安放，所述移动小车(22)移动至第二位置时，所述托架(23)位于所述试样加载台(1)的正上方，所述升降机构(24)能够带动所述托架(23)下降，将所述底板(15)落在所述试样加载台(1)上。2.根据权利要求1所述的大尺寸岩体试样三向五面加卸载试验系统，其特征在于：所述底板(15)上位于所述试样的四周设置四块侧向加载板(17)，所述岩体试样的顶部还覆盖有顶部加载板(16)，加载时，所述顶部静压加载缸(4)的加载头直接顶在所述顶部加载板(16)上，所述侧向静压加载缸(5)的加载头直接顶在所述侧向加载板(17)上。3.根据权利要求2所述的大尺寸岩体试样三向五面加卸载试验系统，其特征在于：所述底板(15)上设有将试样对中安放的试样定位边界画线，所述底板(15)上位于每块所述侧向加载板(17)的外侧均固定设有至少两根支撑杆(18)，每根所述支撑杆(18)上均设有螺纹孔，调节螺栓旋入所述螺纹孔中与对应的所述侧向加载板(17)抵接。4.根据权利要求1
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3任一项所述的大尺寸岩体试样三向五面加卸载试验系统，其特征在于：至少一个静压加载缸的加载头(7)上设有扰动组...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹平，赵庆雄，芦正强，曹日红，林杭，刘智振，韩东亚，刘涛影，郭群，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：