一种岩石拉伸剪切试验装置及其使用方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109470569A(43)申请公布日2019.03.15(21)申请号201811306340.1(22)申请日2018.11.05(71)申请人石家庄铁道大学地址050043河北省石家庄市北二环东路17号(72)发明人李浩然董志凯李德康岳志国刘博欧阳作林杨起帆(74)专利代理机构石家庄轻拓知识产权代理事务所(普通合伙)13128代理人侯迎新(51)Int.Cl.G01N3/10(2006.01)G01N3/24(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种岩石拉伸剪切试验装置及其使用方法(57)摘要本发明公开了一种岩石拉伸剪切试验装置，包括架设有支撑架的底座、下部嵌设于底座内的上下分体式的剪切盒、吊装于支撑架上其输出轴a上安装有拉力传感器并通过盒式端面滚动轴承机构竖直作用于剪切盒内岩石试样的拉力加载机构、及安装于支撑架或底座上其输出轴b上安装有剪切力传感器并水平作用于剪切盒上部侧壁上的剪切力加载机构，所述剪切盒的内壁上安装有声发射传感器，所述拉力加载机构与盒式端面滚动轴承机构之间设有轴向位移传感器，所述剪切力加载机构与剪切盒之间设有横向位移传感器。本发明具有结构简单，测试方法简便，且在岩石承受拉伸应力下监测剪切强度的特点，适用于研究岩石在拉伸和剪切组合应力作用下的物理力学性质。CN109470569ACN109470569A权利要求书1/2页1.一种岩石拉伸剪切试验装置，其特征在于：包括上端面架设有支撑架的底座、下部嵌设并固定于底座内的填充有岩石试样的上下分体式的剪切盒、吊装于支撑架上其输出轴a上安装有拉力传感器并通过盒式端面滚动轴承机构竖直作用于剪切盒内岩石试样的拉力加载机构、及安装于支撑架或底座上其输出轴b上安装有剪切力传感器并水平作用于剪切盒上部侧壁上的剪切力加载机构，所述剪切盒的内壁上安装有声发射传感器，所述拉力加载机构与盒式端面滚动轴承机构之间设有轴向位移传感器，所述剪切力加载机构与剪切盒之间设有横向位移传感器。2.根据权利要求1所述的岩石拉伸剪切试验装置，其特征在于：所述盒式端面滚动轴承机构包括刚性的盒体，所述盒体内形成有两个平行的其长度方向与输出轴b的轴向相同的长条形凹槽，各所述长条形凹槽内沿其长度方向依次排列有若干个滚动柱，各所述滚动柱的滚动方向与所述长条形凹槽的长度方向相同，所述盒体内设有滑动承压盘，所述盒体顶端通过连接器a与输出轴a螺纹连接并锁紧，所述滑动承压盘与一端竖直贯穿盒体底部的连接器b的上端螺纹连接并锁紧，所述连接器b的另一端与设于所述剪切盒内岩石试样上端的黏结盘a螺纹连接并锁紧。3.根据权利要求2所述的岩石拉伸剪切试验装置，其特征在于：于所述剪切盒内且位于所述岩石试样底端设有黏结盘b，所述黏结盘b的底端固连有伸出所述剪切盒的螺栓，所述黏结盘b通过设于所述剪切盒外的与螺栓螺纹紧固的螺母与剪切盒固连。4.根据权利要求1所述的岩石拉伸剪切试验装置，其特征在于：于所述剪切盒的下部分体的顶部的周向表面上均匀地设有至少两个伸入所述底座的销杆，各所述销杆通过竖直贯穿销杆的铆钉固定于所述底座上实现所述剪切盒下部分体与底座的固定。5.根据权利要求1所述的岩石拉伸剪切试验装置，其特征在于：所述支撑架包括对称设于所述剪切盒两侧的承载柱，两所述承载柱的顶部固连有用于安装所述拉力加载机构的横梁。6.根据权利要求1所述的岩石拉伸剪切试验装置，其特征在于：所述拉力加载机构包括与所述支撑架固连的液压缸a，所述输出轴a固连于设于液压缸a内的活塞a，所述液压缸a的上下端部处分别设有液压连接口a和液压连接口b。7.根据权利要求1所述的岩石拉伸剪切试验装置，其特征在于：所述剪切力加载机构包括与所述底座固连的液压缸b，所述输出轴b固连于设于液压缸b内的活塞b，于所述液压缸b的上部沿所述输出轴b运动方向的两端处分别设有液压连接口c和液压连接口d。8.一种岩石拉伸剪切试验方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将岩石加工成长、宽、高尺寸为50mm、50mm和100mm的标准长方体岩石试样，岩石试样的上下两端打磨光滑，在岩石试样的上、下端面上涂抹聚氨酯粘合剂，并分别与所述黏结盘a、黏结盘b粘结牢固；S2、将岩石试样放置在剪切盒中，将黏结盘b与剪切盒相连并牢固，而后将剪切盒下部分体安装在底座并牢固。将黏结盘a与连接器b下端相连并牢固，连接器b上端与盒式端面滚动轴承机构的滑动承压盘下端连接并牢固，盒式端面滚动轴承机构的盒体顶端与连接器a连接并牢固，连接器a的上端与拉力加载机构的伸缩轴相连并牢固；S3、接通电源，通过数据线分别将拉力传感器、剪切力传感器、轴向位移传感器、横向位移传感器和声发射传感器与计算机采集系统相连；2CN109470569A权利