一种岩石类材料拉剪和双轴拉压试验装置及其使用方法
专利类型：发明专利
语 言：中文
申 请 号：CN201610997985.9
申 请 日：20161114
申 请 人：重庆大学
申请人地址：400044 重庆市沙坪坝区沙正街174号
公 开 日：20170510
公 开 号：CN106644708A
代 理 人：王翔
代理机构：重庆大学专利中心 50201
摘 要：本发明提供一种岩石类材料拉剪和双轴拉压试验装置及其使用方法。该装置包括框架Ⅰ、框架Ⅱ、上压板、拉头Ⅰ、拉头Ⅱ、垫板、试验机加载头Ⅰ、试验机加载头Ⅱ、试验机加载头Ⅲ和试验机加载头Ⅳ。框架Ⅱ可以沿竖向移动,将试验机竖向压力转为拉力。试样在水平压力方向自由变形。该装置结构简单,测试结果准确,可实现在双轴试验机上进行拉剪试验和双轴拉压试验的目的,大幅降低试验成本。
主 权 项：一种岩石类材料拉剪和双轴拉压试验装置,其特征在于,包括框架Ⅰ(1)、框架Ⅱ(2)、上压板(3)、拉头Ⅰ(4)、拉头Ⅱ(40)、垫板(6)、试验机加载头Ⅰ(91)、试验机加载头Ⅱ(92)、试验机加载头Ⅲ(93)和试验机加载头Ⅳ(94)；所述框架Ⅰ(1)包括立柱Ⅰ(101)、立柱Ⅱ(102)和横梁Ⅰ(103)；所述横梁Ⅰ(103)连接在立柱Ⅰ(101)和立柱Ⅱ(102)之间；所述立柱Ⅰ(101)、立柱Ⅱ(102)和横梁Ⅰ(103)合围半包围空间Ⅰ(S1)；所述立柱Ⅰ(101)、立柱Ⅱ(102)和横梁Ⅰ(103)为一个整体；所述立柱Ⅰ(101)的底面去除一个长方体(A)形成缺口Ⅰ(1014)；所述缺口Ⅰ(1014)贯穿立柱Ⅰ(101)两侧；所述缺口Ⅰ(1014)的一个出口在半包围空间Ⅰ(S1)内；所述立柱Ⅰ(101)的底面还具有若干个螺纹孔Ⅰ(1016)；所述立柱Ⅰ(101)上开有贯穿其两侧的矩形孔Ⅰ(1013)；所述矩形孔Ⅰ(1013)的一个出口在半包围空间Ⅰ(S1)内；所述立柱Ⅰ(101)背向横梁Ⅰ(103)的一侧还布置有两个竖向支撑腿Ⅰ(1011)；所述两个竖向支撑腿Ⅰ(1011)上均具有竖向滑槽Ⅰ(10111)；所述立柱Ⅰ(101)上还开有贯穿其两侧的钻孔Ⅰ(1015)；所述钻孔Ⅰ(1015)连通矩形孔Ⅰ(1013)与立柱Ⅰ(101)的两个侧面；所述立柱Ⅱ(102)的底面去除一个长方体(B)形成缺口Ⅱ(1024)；所述缺口Ⅱ(1024)贯穿立柱Ⅱ(102)两侧；所述缺口Ⅱ(1024)的一个出口在半包围空间Ⅰ(S1)内；所述立柱Ⅱ(102)的底面还具有若干个螺纹孔Ⅱ(1026)；所述立柱Ⅱ(102)上开有贯穿其两侧的矩形孔Ⅱ(1023)；所述矩形孔Ⅱ(1023)的一个出口在半包围空间Ⅰ(S1)内；所述立柱Ⅱ(102)背向横梁Ⅰ(103)的一侧还布置有两个竖向支撑腿Ⅱ(1021)；所述两个竖向支撑腿Ⅱ(1021)上均具有竖向滑槽Ⅱ(10211)；所述立柱Ⅱ(102)上还开有贯穿其两侧的钻孔Ⅱ(1025)；所述钻孔Ⅱ(1025)连通矩形孔Ⅱ(1023)与立柱Ⅱ(102)的两个侧面；所述框架Ⅱ(2)包括立柱Ⅲ(201)、立柱Ⅳ(202)和横梁Ⅱ(203)；所述横梁Ⅱ(203)连接在立柱Ⅲ(201)和立柱Ⅳ(202)之间；所述立柱Ⅲ(201)、立柱Ⅳ(202)和横梁Ⅱ(203)合围半包围空间Ⅱ(S2)；所述立柱Ⅲ(201)、立柱Ⅳ(202)和横梁Ⅱ(203)为一个整体；所述立柱Ⅲ(201)的顶面去除一个长方体(C),形成缺口Ⅲ(2011)；所述缺口Ⅲ(2011)的一个出口在半包围空间Ⅱ(S2)内；所述立柱Ⅲ(201)上开有贯穿其两侧的矩形孔Ⅲ(2012)；所述矩形孔Ⅲ(2012)的一个出口在半包围空间Ⅱ(S2)内；所述立柱Ⅲ(201)在缺口Ⅲ(2011)处还布置有若干个螺纹孔Ⅲ(204)；所述立柱Ⅲ(201)的两个侧面均具有竖向滑轨Ⅰ(2013)；所述立柱Ⅳ(202)的顶面去除一个长方体(D),形成缺口Ⅳ(2021)；所述缺口Ⅳ(2021)的一个出口在半包围空间Ⅱ(S2)内；所述立柱Ⅳ(202)上开有贯穿其两侧的矩形孔Ⅳ(2022)；所述矩形孔Ⅳ(2022)的一个出口在半包围空间Ⅱ(S2)内；所述立柱Ⅳ(202)在缺口Ⅳ(2021)处还竖直布置有若干个螺纹孔Ⅲ(204)；所述立柱Ⅳ(202)的两个侧面均具有竖向滑轨Ⅱ(2023)；所述上压板(3)两端分别嵌入缺口Ⅲ(2011)和缺口Ⅳ(2021)中；所述上压板(3)和框架Ⅱ(2)构成口字型；所述上压板(3)的板面上具有若干个内六角螺栓深孔Ⅰ(302)；所述上压板(3)和框架Ⅱ(2)通过内六角螺栓连接,这些内六角螺栓穿过内六角螺栓深孔Ⅰ(302)后旋入螺纹孔Ⅲ(204)中；所述框架Ⅰ(1)、框架Ⅱ(2)和上压板(3)构成组合件；所述组合件中,横梁Ⅰ(103)位于横梁Ⅱ(203)的上方,上压板(3)位于横梁Ⅰ(103)的上方；所述横梁Ⅱ(203)的两端分别嵌入缺口Ⅰ(1014)和缺口Ⅱ(1024)中；所述半包围空间Ⅰ(S1)和半包围空间Ⅱ(S2)组合成空间Ⅰ(S)；所述立柱Ⅲ(201)插入两个竖向支撑腿Ⅰ(1011)之间；所述立柱Ⅳ(202)插入两个竖向支撑腿Ⅱ(1021)之间；所述竖向滑轨Ⅰ(2013)与竖向滑槽Ⅰ(10111)相配合；所述竖向滑轨Ⅱ(2023)与竖向滑槽Ⅱ(10211)相配合；所述框架Ⅱ(2)可竖向运动；所述矩形孔Ⅰ(1013)和矩形孔Ⅲ(2012)一起构成矩形孔Ⅴ(M)；所述矩形孔Ⅱ(1023)和矩形孔Ⅳ(2022)一起构成矩形孔Ⅵ(N)；所述拉头Ⅰ(4)包括直角板Ⅰ(401)和侧板Ⅰ(402)；所述直角板Ⅰ(401)包括竖板Ⅰ(4011)和横板Ⅰ(4012)；所述侧板Ⅰ(402)与竖板Ⅰ(4011)对称布置；所述侧板Ⅰ(402)与横板Ⅰ(4012)通过螺栓连接；所述竖板Ⅰ(4011)的板面上具有若干个钻孔Ⅳ(40111)；所述侧板Ⅰ(402)对应位置开有数量相同的钻孔Ⅴ(4021),且钻孔Ⅴ(4021)和钻孔Ⅳ(40111)直径相同；所述若干个钻孔Ⅳ(40111)之中,两侧的两个钻孔Ⅳ(40111)中具有变径螺栓Ⅰ(403),其余钻孔Ⅳ(40111)中具有辊轴Ⅰ(404)；所述变径螺栓Ⅰ(403)螺纹端的直径小于螺杆直径；所述变径螺栓Ⅰ(403)穿过钻孔Ⅳ(40111)和钻孔Ⅴ(4021)后与螺母旋接固定；所述辊轴Ⅰ(404)两端直径小,中间直径大,且所述辊轴Ⅰ(404)中部直径大于变径螺栓Ⅰ(403)螺杆直径；所述辊轴Ⅰ(404)的两端分别插入钻孔Ⅳ(40111)和钻孔Ⅴ(4021)中；所述钻孔Ⅳ(40111)和钻孔Ⅴ(4021)的直径大于辊轴Ⅰ(404)端部的直径；所述辊轴Ⅰ(404)可自由滚动；所述拉头Ⅰ(4)可以水平移动；所述直角板Ⅰ(401)、侧板Ⅰ(402)、变径螺栓Ⅰ(403)和辊轴Ⅰ(404)合围空间Ⅱ(S3)；所述拉头Ⅱ(40)包括直角板Ⅱ(4001)、侧板Ⅱ(4002)、变径螺栓Ⅱ(4003)和辊轴Ⅱ(4004)；所述直角板Ⅱ(4001)包括竖板Ⅱ(40011)和横板Ⅱ(40012)；所述拉头Ⅱ(40)与拉头Ⅰ(4)结构相同；所述直角板Ⅱ(4001)、侧板Ⅱ(4002)、变径螺栓Ⅱ(4003)和辊轴Ⅱ(4004)合围空间Ⅲ(S4)；试样(8)是一个置于空间Ⅰ(S)内的六面体；这个六面体的上下表面分别粘贴横板Ⅰ(4012)与横板Ⅱ(40012)；所述拉头Ⅰ(4)安装在横梁Ⅰ(103)处；所述横梁Ⅰ(103)伸入空间Ⅱ(S3)内,横梁Ⅰ(103)的顶面与辊轴Ⅰ(404)接触；所述拉头Ⅱ(40)安装在横梁Ⅱ(203)处；所述横梁Ⅱ(203)伸入空间Ⅲ(S4)内,横梁Ⅱ(203)的底面与辊轴Ⅱ(4004)接触；所述垫板(6)的板面上具有若干个内六角螺栓深孔Ⅱ(602)；所述垫板(6)通过内六角螺栓固定在框架Ⅰ(1)下方,这些内六角螺栓穿过六角螺栓深孔Ⅱ(602)后旋入螺纹孔Ⅰ(1016)或螺纹孔Ⅱ(1026)中；所述组合件的上、右、下、左分别布置试验机加载头Ⅰ(91)、试验机加载头Ⅱ(92)、试验机加载头Ⅲ(93)和试验机加载头Ⅳ(94)；所述试验机加载头Ⅰ(91)的下端作用于上压板(3)；所述试验机加载头Ⅲ(93)的上端搁置垫板(6)；当进行试验时,框架Ⅱ(2)向下运动带动拉头Ⅱ(40)向下运动；当进行双轴拉压试验时,所述矩形孔Ⅴ(M)内穿入侧压板Ⅰ(7)；所述矩形孔Ⅵ(N)内穿入侧压板Ⅱ(70)；所述侧压板Ⅰ(7)和侧压板Ⅱ(70)可在水平方向运动；所述侧压板Ⅰ(7)的一端与岩石试件接触、另一端被试验机加载头Ⅳ(94)顶住；所述侧压板Ⅱ(70)的一端与岩石试件接触、另一端被试验机加载头Ⅱ(92)顶住；当进行拉剪试验时,矩形孔Ⅴ(M)内安装有剪切垫块Ⅰ(11),矩形孔Ⅵ(N)内安装有剪切垫块Ⅱ(12)；所述剪切垫块Ⅰ(11)的两个侧面上分别具有一个螺纹孔Ⅳ(1101)；所述剪切垫块Ⅱ(12)的两个侧面上分别具有一个螺纹孔Ⅴ(1201)；所述剪切垫块Ⅰ(11)与立柱Ⅰ(101)通过螺栓连接,这些螺栓穿过螺纹孔Ⅳ(1101)和钻孔Ⅰ(1015)；所述剪切垫块Ⅱ(12)与立柱Ⅱ(102)通过螺栓连接,这些螺栓穿过螺纹孔Ⅴ(1201)和钻孔Ⅱ(1025)；所述矩形孔Ⅴ(M)内穿入剪切板Ⅰ(10)；所述剪切板Ⅰ(10)的一端与岩石试件接触、另一端被试验机加载头Ⅳ(94)顶住；所述剪切板Ⅰ(10)与剪切垫块Ⅰ(11)配合,可沿水平方向运动；所述矩形孔Ⅵ(N)内穿入剪切板Ⅱ(100)；所述剪切板Ⅱ(100)的一端与岩石试件接触、另一端被试验机加载头Ⅱ(92)顶住；所述剪切板Ⅱ(100)与剪切垫块Ⅱ(12)配合,可沿水平方向运动；所述剪切板Ⅰ(10)和剪切板Ⅱ(100)所处高度不同。
关 键 词：
法律状态：
IPC专利分类号：G01N3/08;G01N3/24;G01N3/02