一种岩石拉伸和拉剪试验装置及方法.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CN110018052A(43)申请公布日2019.07.16(21)申请号201910290252.5(22)申请日2019.04.11(71)申请人三峡大学地址443002湖北省宜昌市西陵区大学路8号(72)发明人邓华锋齐豫熊雨李涛段玲玲潘登支永艳(74)专利代理机构宜昌市三峡专利事务所42103代理人吴思高(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4页(54)发明名称一种岩石拉伸和拉剪试验装置及方法(57)摘要一种岩石拉伸和拉剪试验装置及方法，在岩样中对称布置两个孔道，两孔道外端部留有平行于孔轴线的切缝，每一孔道内部套有压力气囊，该试验装置还包括试样固定装置、拉应力施加装置、剪应力施加装置，岩样上端连接有测量岩样法向位移量的竖向位移表盘；岩样侧面连接有测量岩样横向位移量的水平位移表盘。本发明一种岩石拉伸和拉剪试验装置及方法，具备结构简单易行、性能可靠、试验结果精确的优点。CN110018052ACN110018052A权利要求书1/2页1.一种岩石拉伸和拉剪试验装置，其特征在于：该试验装置包括试样固定装置、拉应力施加装置、剪应力施加装置；所述试样固定装置用于固定岩样（26）；岩样（26）上端连接有测量岩样（26）法向位移量的竖向位移表盘（5）；岩样（26）侧面连接有测量岩样（26）横向位移量的水平位移表盘（6）；所述拉应力施加装置包括压力气囊（27）、充气接头（18）、输气管道（20）、加压泵（21）、气源（23）；气源（23）连接加压泵（21），加压泵（21）通过输气管道（20）连接充气接头（18），充气接头（18）向用于压力气囊（27）充气，使孔道内壁形成均匀内压，孔道之间岩桥形成均布拉力；所述剪应力施加装置包括垫块（7）、传感器（8）、千斤顶（9）、L型传力件（10）、加压管道（11）、压力泵（12）；岩样（26）上部放置L型传力件（10），千斤顶（9）与L型传力件（10）接触，千斤顶（9）连接传感器（8）。2.根据权利要求1所述一种岩石拉伸和拉剪试验装置，其特征在于：所述试样固定装置包括左挡板（25）、右挡板（24）、三角形挡板（25），固定螺杆（17）、螺帽（15）；左挡板（25）、右挡板（24）放置岩样（26）左右两端，通过固定螺杆（17）将左、右挡板相连，左挡板（25）处放置三角形挡板（16），三角形挡板（16）抵靠在左竖直立板上。3.根据权利要求1所述一种岩石拉伸和拉剪试验装置，其特征在于：所述孔道中部放置云母垫片（19），云母垫片（19）上涂抹黄油或凡士林，根据权利要求1所述一种岩石拉伸和拉剪试验装置，其特征在于：所述竖向位移表盘（5）连接顶板（2），所述水平位移表盘（6）连接左竖直立板（3），左竖直立板（3）、右竖直立板（4）安装在底板（1）上，与顶板（2）形成一封闭的空间，岩样（26）放在底板（1）上。4.根据权利要求1所述一种岩石拉伸和拉剪试验装置，其特征在于：所述压力气囊（27）是一橡胶气囊，其一端设有上、下两个对称的充气接头（18）。5.根据权利要求1所述一种岩石拉伸和拉剪试验装置，其特征在于：所述L型传力件（10）的剪切口为尖端凸起状，施加剪切荷载时，千斤顶（9）和传感器（8）的中轴线与切缝（28）、L型传力件（10）的剪切口，处于同一水平线。6.一种岩石拉剪试验方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：制作长×宽为2.3d×1.2d的岩样（26）,在岩样（26）中对称布置两个孔道，孔道直径为d,两个孔道直径岩桥距离为0.1d，两个孔道外端部留有平行于孔轴线的切缝（28），切缝（28）长度为0.1d,每一孔道内部套有压力气囊（27），压力气囊（27）一端设有上、下两个对称的充气接头（18），孔道中部放置云母垫片（19）；第二步：将左、右竖直立板安装在底板（1）上，接着安装顶板（2）形成一封闭的空间；第三步：将改进后的岩样（26）放在底板（1）上，将左、右挡板放在岩样（26）两侧，再通过固定螺杆（17）将左、右挡板相连，左挡板（25）处放三角形挡板（16）并抵靠在左竖直立板（3），防止岩样（26）滑动，以此来固定岩样（26）；第四步：打开气源（23），与加压泵（21）相连的输气管道（20）对充气接头（18）充气，使孔道内壁形成均匀内压，孔道之间岩桥形成向上的均布拉力，来施加法向荷载；第五步：在岩样（26）上部放置L型传力件（10），伸长千斤顶（9），千斤顶（9）和传感器（8）的中轴线与岩样剪缝、L型传力件（10）的剪切口处于同一水平线，从而施加横向荷载；2CN110018052A权利要求书2/2页第六步：观察竖向位移表盘（5）、水平位移表盘（6）和压