多功能岩石力学性能试验机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种多功能岩石力学性能试验机，其加载机架为多面环形整体式机架，机架环形内壁的底壁为安放岩石试件的平面，机架环形内壁顶壁设置有垂直向下指向岩石试件的第一作动器，机架环形内壁一侧壁面设置有水平向内指向岩石试件的第二作动器，在与设置第二作动器一侧壁面相对的另一侧壁面上设置有可移走的、一端作用于岩石试件另一端作用于机架内壁面、反作用与第二作动器的作用构成一对剪切载荷的被动加载支撑杆。本实用新型专利技术提供的多功能岩石力学性能试验机，可于同一台试验机上进行不同力学性能的测试，实现了一机多用的目的，且加载机架结构设计巧妙合理，大大提高了加载机架的刚度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及岩石力学性能试验测试
，特别是涉及岩石试件力学性能测试的试验装置。
技术介绍
岩石的直接剪切试验、单轴压缩试验、拉伸试验、三轴压缩试验等岩石力学性能的测试，是岩石应用于工程和岩石力学理论研究均必须开展的测试工作，而目前的单个试验机仅能完成其中的部分测试工作，若想完成前述不同类型的全部测试，则需在不同测试功能的试验机上完成。现有技术的岩石力学试验机，针对不同类型试验，需要配备不同结构形式和刚度的加载机架，但不同结构形式和刚度的加载机架，其结构形状通常都设计为门框式或双柱式或四柱式结构。现有的某些类型的试验机虽然可实现岩石试件 单轴压缩试验、拉伸试验、三轴压缩试验的测试，但在进行不同类型的试验测试时，需更换不同的测试部件，这些部件的拆换不仅费时费力，而且更换还需多人合作完成，特别是具有一定危险性，操作不慎则造成人身伤害及设备损坏。若要在现有技术的前述试验机上实现直接剪切试验，则需配置水平向的加载机架。目前实现剪切试验的加载机架系统，通常是由水平向4柱和竖直向4柱构成的8柱式加载机架，剪切试验的加载机架结构复杂，且剪切试验的机架通常只能完成剪切试验，而不能进行其他类型的试验测试，这导致试验机使用效率大大降低。另外，现有结构的试验机加载机架，设计结构的形式限制了其不能在原有进行压缩试验功能的基础上增加剪切功能，而用于剪切试验的试验机则不能进行三轴压缩试验，更不能够进行拉伸试验。
技术实现思路
针对岩石力学性能测试技术的现状，本技术的目的旨在提供一种可于一台试验机上分别进行岩石试件的直接剪切、单轴压缩、单轴拉伸、弯曲断裂、三轴压缩等力学性能测试实验的多功能岩石力学性能试验机，以解决现有技术的岩石试验机存在的由于加载机架结构设计不合理所导致的不能在一台试验机上完成不同类型的岩石力学性能的试验测试，试验机使用效率低等问题。本技术的基本思想是通过改进加载机架的结构设计，将加载机架设计成多面环形整体式的结构机架，以实现在同一台试验机上完成岩石试件的直接剪切、单轴压缩、单轴拉伸、弯曲断裂、三轴压缩等力学性能测试实验。本技术的上述目的可通过具有下述技术方案的多功能岩石力学试验机来实现。本技术提供的多功能岩石力学试验机，其加载机架为多面环形整体式机架，机架环形内壁的底壁为安放岩石试件的平面，机架环形内壁的顶壁设置有垂直向下指向岩石试件的第一作动器，机架环形内壁的一侧壁面设置有水平向内指向岩石试件的第二作动器，在与设置第二作动器一侧壁面相对的另一侧壁面上设置有可移走的、一端作用于岩石试件另一端作用于机架内壁面、其反作用与第二作动器的作用构成一对剪切载荷的被动加载支撑杆。本技术进一步的技术方案，所述加载机架为八面环形整体式机架，安放岩石试件的底壁面与设置第一作动器的顶壁面均为水平面，且相互平行对称，设置第二作动器一侧的壁面与设置被动加载支撑杆一侧的壁面均为垂直平面，且相互平行对称。为了更好地实现本技术的目的，本技术可在上述技术方案的基础上进一步采取以下技术措施。多功能岩石力学性能试验机可增设用于移动岩石试件的轨道平台，轨道平台的端面与机架的端面相接，其台面高度不低于用于安放岩石试件的机架环形内壁的底壁面高度。多功能岩石力学性能试验机可增设用于承放岩石试件的承放底座，岩石试件通过 承放底座安放在机架环形内壁的底壁面上。承放底座的台面高度最好设计为，当其安放在机架环形内壁底壁面上，其台面与轨道平台的台面高度能基本持平，以便于将岩石试件移入试验机内进行试验。多功能岩石力学性能试验机可在加载机架的外顶部设置有用于起吊岩石试件的悬臂起吊装置。起悬臂吊装置的悬臂最好设计成可在水平面内转动。多功能岩石力学性能试验机可设计有包接岩石试件上部的上剪切盒和包接岩石试件下部的下剪切盒，上下剪切盒的盒口面不在一个平面内，第二作动器和被动加载支撑杆分别通过上剪切盒或下剪切盒作用于岩石试件。所述上剪切盒和下剪切盒优先考虑均设计为半开式剪切盒，至少由承载载荷作用的一侧盒体面和盒底面构成。最好是将上剪切盒和下剪切盒均设计成由承载载荷作用的一侧盒体面和盒底面构成，且两盒体面为一整体结构。本技术提供的多功能岩石力学试验机，可于同一台试验机上进行岩石试件的直接剪切试验、单轴压缩试验、拉伸试验、三轴压缩试验等岩石力学性能的测试，填补了现有试验机不能在一台试验机上实现前述所有测试工作的空白，不仅实现了上述一机多用的目的，还可以利用该机进行岩石试件的弯曲断裂试验。本技术提供的多功能岩石力学性能试验机，能于一台试验机上可完成岩石试件上述各项岩石力学性能的测试，是由本技术巧妙设计的加载机架所带来的。本技术将加载机架设计成多面环形整体式结构，不仅可于同一台试验机上完成全部岩石力学性能试验，而使得试验机在进行不同类型试验时，机架的受力都十分合理，提高了加载机架的刚度，在具有同样刚度的条件下，加载机架可设计得更为轻巧。本技术试验机配备的用于安装岩石试件的起吊装置，以及用于移动岩石试件的轨道平台，使得本技术提供的多功能岩石力学性能试验机，不但可实现在同一台试验机既完成前述所有不同类型的测试工作，还使得测试部件的更换和岩石试件安放更加便捷和安全。附图说明附图I是本技术提供的多功能岩石力学性能试验机的结构示意图。附图2是附图I所示的多功能岩石力学性能试验机A向结构示意图。附图3是附图I所示的多功能岩石力学性能试验机B向结构示意图。附图4采用本技术的试验机对岩石试件实施单轴压缩试验的示意图。附图5采用本技术的试验机对岩石试件实施单轴拉伸试验的示意图。附图6采用本技术的试验机对岩石试件实施弯曲断裂试验的示意图。附图7采用本技术的试验机对岩石试件实施三轴压缩试验的示意图。上述附图中各图示标号标识的对象分别为1_加载机架；2_第一作动器；3-第二作动器；4_承载底座；5_被动加载支撑杆；6_上剪切盒；7_下剪切盒；8_岩石试件；9-轨道平台；10_起吊装置；11_起吊挂钩；12_上承压板；13_下承压板；14_上拉伸装置；15_下拉伸装置；16-弯曲加载头；17-弯曲承载头；18_三轴室；19_岩石密封胶膜具体实施方式以下结合附图给出本技术的具体实施例，并通过实施例对本技术作进一步的具体描述。有必要在此指出，下面的实施例只是用于更好地阐述本技术的工作原·理及其实际应用，以便于本领域的技术人员将本技术用于具体试验，根据特定的实验进行改进。尽管本技术已通过文字揭露其首选实施方案，但通过阅读这些技术文字说明可以领会其中的可优化性和可修改性，并在不偏离本技术的范围和精神上进行改进，但这样的改进应仍属于本技术权利要求的保护范围。实施例I本实施例的多功能岩石力学试验机，其结构如附图1、2和3所示，其构成包括八面环形整体式加载机架I，安放在加载机架环形内壁底壁面上用于承载岩石试件8的承载底座4，用于改善剪切载荷着力分布的包接岩石试件上部的上剪切盒6和包接岩石试件下部的下剪切盒7，设置在加载机架环形内壁顶壁上的垂直向下作用于安置在承载底座4上的岩石试件、将岩石试件固定在加载机架内的第一作动器2,设置在加载机架环形内壁一侧垂直壁面上的水平作用于岩石试件的第二作动器3，设置在加载机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能岩石力学性能试验机，其特征在于加载机架为多面环形整体式机架（1），机架环形内壁的底壁为安放岩石试件（8）的平面，机架环形内壁的顶壁设置有垂直向下指向岩石试件的第一作动器（2），机架环形内壁一侧壁面设置有水平向内指向岩石试件的第二作动器（3），在与设置第二作动器（3）一侧壁面相对的另一侧壁面上设置有可移走的、一端作用于岩石试件另一端作用于机架内壁面、其反作用与第二作动器（3）的作用构成一对剪切载荷的被动加载支撑杆（5）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建锋，谢和平，徐进，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：实用新型
国别省市：