一种拟真外部环境变化的岩土抗拉性实验设备及实验方法技术

本发明专利技术涉及岩土抗拉性能实验技术领域，具体公开了一种拟真外部环境变化的岩土抗拉性实验设备及实验方法，该设备包括外箱体，所述外箱体内部下端面设有下压块，所述外箱体上端面中间位置安装有压缩柱，所述压缩柱下端安装有上压块，所述压缩柱由动力设备驱动；所述上压块和下压块相对的一侧均为弧形，所述上压块上开设有若干个上压块通孔，所述下压块上开设有若干个下压块通孔；本发明专利技术通过压电陶瓷，可以精确收集压力反馈形成的连续变化线性数据，相比以往仅通过图片或照片观测结果，内容更加丰富。外箱体形成的封闭环境可以有效模拟自然环境变化，如温度变化、湿度变化等，缓冲混合箱精准控制通入外箱体空气的湿度及温度。精准控制通入外箱体空气的湿度及温度。精准控制通入外箱体空气的湿度及温度。

【技术实现步骤摘要】
一种拟真外部环境变化的岩土抗拉性实验设备及实验方法


[0001]本专利技术涉及岩土抗拉性能实验
，具体是一种拟真外部环境变化的岩土抗拉性实验设备及实验方法。

技术介绍

[0002]岩土体样本不同于岩石样本，由于自生结构强度较弱，所以不能直接固定在拉力设备两端直接进行牵引拉伸或扭转，这就导致岩土体本身抗拉性不能直接测试，国际上通行的岩土抗拉性一般采用巴西劈裂实验获得，同样，巴西劈裂实验也可以快速获得岩石样本的抗拉性数据。
[0003]目前大多数科研机构，普遍使用的巴西劈裂实验装置存在功能单一，只能收集单一数据或进行单一实验；压力过大时，无法精确控制在千帕以下的压力变化；辅助观测手段单一或没有联动相应观测设备，多数设备都没有配套观测设备，只能在加压结束后，观测被压样品；无法模拟自然环境动态变化，如非线性压力变化、适度变化、干湿度变化等。
[0004]一切自然科学，都无法脱离实验，只有反复实验，才能获取相关规律，因此，制造一种可以有效拟真外部环境变化的岩土抗拉性实验设备及实验方法就变得尤为重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种拟真外部环境变化的岩土抗拉性实验设备及实验方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种拟真外部环境变化的岩土抗拉性实验设备，包括外箱体，所述外箱体内部下端面设有下压块，所述外箱体上端面中间位置安装有压缩柱，所述压缩柱下端安装有上压块，所述压缩柱由动力设备驱动；
[0008]所述上压块和下压块相对的一侧均为弧形，所述上压块上开设有若干个上压块通孔，所述下压块上开设有若干个下压块通孔，所述上压块通孔和下压块通孔靠近弧面的一端均设有压电陶瓷片，所述压电陶瓷片凸出于上压块和下压块的弧面，所述下压块通孔和上压块通孔内均设有空心螺纹柱，所述空心螺纹柱靠近压电陶瓷片的一端均与压电陶瓷片连接；
[0009]所述空心螺纹柱内部靠近压电陶瓷的一端均设有电热丝，所述外箱体上还连接有用于向外箱体内输送不同湿度空气用以模拟真实环境的输气组件。
[0010]作为本专利技术进一步的方案：所述压电陶瓷片包括高敏型压电陶瓷片和承重压型压电陶瓷片，所述高敏型压电陶瓷片分布于下压块和上压块中间的三个上压块通孔和下压块通孔内，所述承重压型压电陶瓷片分布于下压块和上压块两侧的上压块通孔和下压块通孔内。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：所述输气组件包括缓冲混合箱，所述缓冲混合箱设在外箱体一侧的位置，所述缓冲混合箱上连接有潮气输送管和干燥空气输送管，所述外箱
体上开设有开口，所述缓冲混合箱上还连接有送气管道，所述送气管道远离缓冲混合箱的一端分别与开口连接。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：所述缓冲混合箱和外箱体内部均设有温湿度监控设备，所述送气管道上安装有电磁阀。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：所述外箱体采用透明材质制成。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案：所述外箱体内部还设有电动雨刮器。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案：所述外箱体表面还包裹有可拆卸的保温棉贴。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0017]本专利技术通过压电陶瓷，可以精确收集压力反馈形成的连续变化线性数据，相比以往仅通过图片或照片观测结果，内容更加丰富。外箱体形成的封闭环境可以有效模拟自然环境变化，如温度变化、湿度变化等，缓冲混合箱精准控制通入外箱体空气的湿度及温度，使模拟的环境变化更加真实，电热丝可以保障在低温环境下压电陶瓷正常工作，最大限度确保实验结果的准确性。全透明的外箱体可以方便后续观察拍摄，从而通过照片进一步研究实验中的各类变化。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的结构示意图。
[0019]图2为本专利技术中上压块的局部放大结构示意图。
[0020]图3为本专利技术中下压块的局部放大结构示意图。
[0021]图4为本专利技术中空心螺纹柱结构示意图。
[0022]其中：1、压缩柱；2、上压块；3、下压块；4、外箱体；41、开口；5、高敏型压电陶瓷片；6、承重压型压电陶瓷片；7、空心螺纹柱；8、缓冲混合箱；9、送气管道；21、上压块通孔；31、下压块通孔；71、电热丝。
具体实施方式
[0023]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做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。
[0024]请参阅图1
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图4，本专利技术实施例中，一种拟真外部环境变化的岩土抗拉性实验设备，包括外箱体4，所述外箱体4内部下端面设有下压块3，所述外箱体4上端面中间位置安装有压缩柱1，所述压缩柱1下端安装有上压块2，所述压缩柱1由动力设备驱动；所述外箱体4采用透明材质制成；外箱体4采用透明材质制成可便于对外箱体4内部进行观察或拍照，从而通过照片进一步研究实验中的各类变化。
[0025]所述上压块2和下压块3相对的一侧均为弧形，所述上压块2上开设有若干个上压块通孔21，所述下压块3上开设有若干个下压块通孔31，所述上压块通孔21和下压块通孔31靠近弧面的一端均设有压电陶瓷片，所述压电陶瓷片凸出于上压块2和下压块3的弧面，所述下压块通孔31和上压块通孔21内均设有空心螺纹柱7，所述空心螺纹柱7靠近压电陶瓷片的一端均与压电陶瓷片连接；所述压电陶瓷片包括高敏型压电陶瓷片5和承重压型压电陶
瓷片6，所述高敏型压电陶瓷片5分布于下压块3和上压块2中间的三个上压块通孔21和下压块通孔31内，所述承重压型压电陶瓷片6分布于下压块3和上压块2两侧的上压块通孔21和下压块通孔31内；通过压电陶瓷，可以精确收集压力反馈形成的连续变化线性数据，相比以往仅通过图片或照片观测结果，内容更加丰富。
[0026]所述空心螺纹柱7内部靠近压电陶瓷的一端均设有电热丝71，所述外箱体4上还连接有用于向外箱体4内输送不同湿度空气用以模拟真实环境的输气组件；所述输气组件包括缓冲混合箱8，所述缓冲混合箱8设在外箱体4一侧的位置，所述缓冲混合箱8上连接有潮气输送管和干燥空气输送管，所述外箱体4上开设有开口41，所述缓冲混合箱8上还连接有送气管道9，所述送气管道9远离缓冲混合箱8的一端分别与开口41连接；所述缓冲混合箱8和外箱体4内部均设有温湿度监控设备，所述送气管道9上安装有电磁阀。
[0027]外箱体4形成的封闭环境可以有效模拟自然环境变化，如温度变化、湿度变化等，缓冲混合箱8精准控制通入外箱体4空气的湿度及温度，使模拟的环境变化更加真实。电热丝71可以保障在低温环境下压电陶瓷正常工作，最大限度确保实验结果的准确性。
[0028]本专利技术的工作原理是：在实验时，先将实验样品放置在上压块2和下压块3之间，然后通过动力设备驱动压缩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拟真外部环境变化的岩土抗拉性实验设备，包括外箱体(4)，其特征在于：所述外箱体(4)内部下端面设有下压块(3)，所述外箱体(4)上端面中间位置安装有压缩柱(1)，所述压缩柱(1)下端安装有上压块(2)，所述压缩柱(1)由动力设备驱动；所述上压块(2)和下压块(3)相对的一侧均为弧形，所述上压块(2)上开设有若干个上压块通孔(21)，所述下压块(3)上开设有若干个下压块通孔(31)，所述上压块通孔(21)和下压块通孔(31)靠近弧面的一端均设有压电陶瓷片，所述压电陶瓷片凸出于上压块(2)和下压块(3)的弧面，所述下压块通孔(31)和上压块通孔(21)内均设有空心螺纹柱(7)，所述空心螺纹柱(7)靠近压电陶瓷片的一端均与压电陶瓷片连接；所述空心螺纹柱(7)内部靠近压电陶瓷的一端均设有电热丝(71)，所述外箱体(4)上还连接有用于向外箱体(4)内输送不同湿度空气用以模拟真实环境的输气组件。2.根据权利要求1所述的一种拟真外部环境变化的岩土抗拉性实验设备，其特征在于，所述压电陶瓷片包括高敏型压电陶瓷片(5)和承重压型压电陶瓷片(6)，所述高敏型压电陶瓷片(5)分布于下压块(3)和上压块(2)中间的三个上压块通孔(21)和下压块通孔(31)内，所述承重压型压电陶瓷片(6)分布于下压块(3)和上压块(2)两侧的上压块通孔(21)和下压块通孔(31)内。3.根据权利要求1所述的一种拟真外部环境变化的岩土抗拉性实验设备，其特征在于，所述输气组件包括缓冲混合箱(8)，所述缓冲混合箱(8)设在外箱体(4)一侧的位置，所述缓冲混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔冉，
申请(专利权)人：兰州资源环境职业技术大学，
类型：发明
国别省市：