CN106501069B - 用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置 - Google Patents

用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106501069B
CN106501069B CN201610998734.2A CN201610998734A CN106501069B CN 106501069 B CN106501069 B CN 106501069B CN 201610998734 A CN201610998734 A CN 201610998734A CN 106501069 B CN106501069 B CN 106501069B
Authority
CN
China
Prior art keywords
load
cylinder
piston
hydraulic
force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610998734.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106501069A (zh
Inventor
程骋
李晓
郑博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Geology and Geophysics of CAS
Original Assignee
Institute of Geology and Geophysics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Geology and Geophysics of CAS filed Critical Institute of Geology and Geophysics of CAS
Priority to CN201610998734.2A priority Critical patent/CN106501069B/zh
Publication of CN106501069A publication Critical patent/CN106501069A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106501069B publication Critical patent/CN106501069B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02Details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0001Type of application of the stress
    • G01N2203/0003Steady
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014Type of force applied
    • G01N2203/0016Tensile or compressive
    • G01N2203/0019Compressive
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/003Generation of the force
    • G01N2203/0042Pneumatic or hydraulic means
    • G01N2203/0048Hydraulic means

Abstract

用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置,包括液压活塞杆、液压活塞、液压油缸缸筒、加载板、传力柱及反力承载板。利用具有不同长度液压活塞杆的液压油缸,将其相互错落布置,活塞杆较短的液压油缸通过传力柱固定在反力承载板上,液压活塞通过加载板对试件进行加载。使液压活塞截面实现相互叠加并尽可能覆盖整个岩石试件加载端面,从而实现对岩石端面施加较高及非均匀荷载,一方面可以降低由于可用液压活塞截面积占试件端面总面积之比受限引起的加载能力损失,另一方面减小试验机所占用的空间。

Description

用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置
技术领域
本发明涉及一种用于岩石力学双轴或真三轴压缩试验的液压加载装置,尤其对以下情况作用突出:岩石试件尺寸较大,且需要对试件施加较高荷载及非均匀荷载。
背景技术
目前,岩石力学试验中用于对岩石试件进行双轴或真三轴加载的装置主要采用如下两种方式:
第一种主要通过单个油缸利用单个压头对试件的单个端面进行加载,在真三轴加载中也有通过“两刚一柔”的方式,即在三个方向中的某一个方向采用油液加载的方式。这些方式可以对试件端面施加不同大小的荷载,但每个方向的施加荷载必须是均匀的。另外,当试件尺寸较大且所需荷载较高时,这种加载方式要求必须有很大加载能力的液压油缸,会导致试验设备庞大笨重,也不利于试验的操作。
第二种为在岩石试件每一个加载端面布置若干个相互独立的并列油缸,多个并列油缸同时工作对试件进行加载。该加载方式的优点是可以对试件端面施加非均匀荷载,同时可以通过加载面积的分摊,降低了对单个油缸加载能力的要求。当对试件施加荷载较小时,这种加载方式是可行的。但如果要对试件施加较大的非均匀荷载时,各个油缸的活塞截面积都需要较大,这样若干个油缸并列加载同样会占据很大的空间,导致整个试验机装置过于庞大,非常不利于岩石力学试验的操作。另外,由于活塞截面为圆形,一组圆形活塞截面在不能相互叠加的情况下组合使用,不可避免会导致面积损失。按照矩形试件来考虑计算,活塞面积之和与试件端面加载面积之比不可能超过78.5%,这是在不考虑液压油缸筒厚的理想情况下计算得到的。事实上,油缸筒厚不可能为0,并且所需施加荷载越高,油缸筒也需要越厚,而油缸筒的截面也会占掉一部分面积。这就导致实际可用的液压活塞面积进一步缩小,从而导致加载能力的降低。
由于目前岩石工程日趋向深部发展,岩石力学问题的复杂性也越来越突出,一方面要求对较大尺寸的岩石试件进行试验,另一方面需要施加较高及非均匀荷载。在这种情况下,上述两种常规的试验加载装置会对当前这种试验的操作产生较大的局限。
发明内容
针对上述问题,有必要设计一种加载装置,可以对岩石试件端面施加较高及非均匀加载,且尽最大可能减少由于可用液压活塞截面积受限引起的加载能力损失,尽最大可能减小试验机所占用的空间。
本发明是通过如下技术实现的:
用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置,通过对在岩石试件同一端面布置的若干油缸采用交错式布置,从而使油缸的布置尽可能有效利用空间,使多个液压活塞截面实现相互叠加并尽可能覆盖整个岩石试件加载端面,从而实现对岩石端面施加较高及非均匀荷载。一方面降低由于可用液压活塞截面受限引起的加载能力损失,另一方面减小试验机所占用的空间。
在本发明用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置中,考虑对试件施加荷载的非均匀条件,可在矩形岩石试件端面设置n个加载板(n=a×b,a、b均为正整数)。
本发明的有益效果是:
本发明通过对在岩石试件同一端面布置的若干油缸采用交错式布置,从而在对岩石端面施加较高及非均匀荷载时,既可以通过提高液压活塞截面积覆盖程度来尽最大可能提高加载能力(液压活塞截面积占试件端面总面积之比可由原来的78.5%以下提高到100%),又可以减小试验机所占用的空间。
本发明可用于岩石力学的双轴及真三轴压缩试验。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置的油缸交错布置平面图。
图2是图1中a-a’截面的侧视剖面图。
图3是图1中b-b’截面的侧视剖面图。
图4是利用本发明用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置对方形试件进行真三轴加载的装配示意图。
图中1.液压活塞杆,2.液压活塞,3.液压油缸缸筒,4.加载板,5.传力柱,6.反力承载板。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进一步说明。
在本发明用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置中,考虑对试件施加荷载的非均匀条件,可在矩形试件端面设置n个加载板(n=a×b,a、b均为正整数)。这里按照设置n=3×3=9个加载板进行说明。
如图1及图2、3所示,通过利用具有不同长度液压活塞杆(1)的液压油缸,将其相互错落布置,活塞杆较短的液压油缸通过传力柱(5)固定在反力承载板(6)上,液压活塞(1)通过加载板(4)对试件进行加载。
在图1中,实线与虚线分别表示错落布置在不同平面上的液压油缸。通过图1中油缸布置平面图来看,油缸内的圆形液压活塞截面积可以实现相互叠加,并可以通过尺寸设计最大程度地覆盖整个岩石试件端面的面积,即液压活塞截面积占试件端面总面积之比可以尽最大可能提高,从而实现尽可能大的加载能力。
图4为利用本发明用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置对方形试件进行真三轴加载的装配示意图。可以看出利用本发明的油缸布置形式,可以有效地降低常规油缸并排布置所占用的较大空间。

Claims (2)

1.用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置,所述交错式多油缸加载装置包括液压活塞杆、液压活塞、液压油缸缸筒、加载板、传力柱及反力承载板,其特征在于:所述装置使用具有不同长度液压活塞杆的液压油缸,将其相互错落布置,活塞杆长度较短的液压油缸通过传力柱固定在反力承载板上,液压活塞通过加载板对试件进行加载。
2.如权利要求1所述的用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置,其特征在于:可根据对试件施加荷载的大小及非均匀条件,在矩形试件端面设置n个加载板,所述的数量n=a×b,其中a、b均为正整数。
CN201610998734.2A 2016-11-11 2016-11-11 用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置 Expired - Fee Related CN106501069B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610998734.2A CN106501069B (zh) 2016-11-11 2016-11-11 用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610998734.2A CN106501069B (zh) 2016-11-11 2016-11-11 用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106501069A CN106501069A (zh) 2017-03-15
CN106501069B true CN106501069B (zh) 2019-02-05

Family

ID=58324174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610998734.2A Expired - Fee Related CN106501069B (zh) 2016-11-11 2016-11-11 用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106501069B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109765109A (zh) * 2018-12-28 2019-05-17 石家庄铁道大学 软土层中桩基类帕斯卡效应试验装置
CN110552674A (zh) * 2019-08-19 2019-12-10 河南工程学院 真三轴含微生物煤体压裂实验装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1932169A (zh) * 2006-09-29 2007-03-21 北京交通大学 隧道结构、围岩及地下水相互作用的模拟试验台
CN201681016U (zh) * 2009-12-14 2010-12-22 中国飞机强度研究所 一种四点弯曲柔性支持装置
CN104297052A (zh) * 2014-09-25 2015-01-21 浙江科技学院 隧道开挖三维模型实验加载装置
CN104568592A (zh) * 2015-01-06 2015-04-29 通标标准技术服务有限公司 一种架高地板的静态承载测试方法
CN105891447A (zh) * 2016-05-05 2016-08-24 安徽理工大学 承压断层采动活化与突水通道形成过程相似试验装置及可视化方法
CN105973710A (zh) * 2016-06-14 2016-09-28 长江水利委员会长江科学院 复杂裂隙岩体水力耦合现场三轴试验系统及方法
CN106018105A (zh) * 2016-05-17 2016-10-12 重庆大学 煤岩工程多功能物理模拟试验系统及煤岩模型试验方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101715110B1 (ko) * 2014-11-12 2017-03-14 한국지질자원연구원 진삼축 압력 하에서 암석 강도 및 변형 측정장치

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1932169A (zh) * 2006-09-29 2007-03-21 北京交通大学 隧道结构、围岩及地下水相互作用的模拟试验台
CN201681016U (zh) * 2009-12-14 2010-12-22 中国飞机强度研究所 一种四点弯曲柔性支持装置
CN104297052A (zh) * 2014-09-25 2015-01-21 浙江科技学院 隧道开挖三维模型实验加载装置
CN104568592A (zh) * 2015-01-06 2015-04-29 通标标准技术服务有限公司 一种架高地板的静态承载测试方法
CN105891447A (zh) * 2016-05-05 2016-08-24 安徽理工大学 承压断层采动活化与突水通道形成过程相似试验装置及可视化方法
CN106018105A (zh) * 2016-05-17 2016-10-12 重庆大学 煤岩工程多功能物理模拟试验系统及煤岩模型试验方法
CN105973710A (zh) * 2016-06-14 2016-09-28 长江水利委员会长江科学院 复杂裂隙岩体水力耦合现场三轴试验系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106501069A (zh) 2017-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106501069B (zh) 用于岩石力学试验的交错式多油缸加载装置
CN106404543A (zh) 一种预应力碳纤维板锚具试验装置
CN102493570A (zh) 多级串联防屈曲支撑及制作方法
CN104674975B (zh) 摩擦耗能式防屈曲支撑
CN107575432B (zh) 具有多种加载力输出模式的液压加载装置
CN101787870B (zh) 多缸组合式全平衡液压抽油机
CN103511233B (zh) 隔膜压缩机
CN203037342U (zh) 液压叠加复合式力标准机
CN204300029U (zh) 一种复合结构的高压油缸
CN104674974A (zh) 粘滞耗能式防屈曲支撑
CN104196824A (zh) 一种复合结构的高压油缸
CN205719545U (zh) 一种新型轴承检测设备
CN204162612U (zh) 三缸式活塞喷釉机
WO2014011122A1 (en) Fixed weld of two opposing pistons in a single axis by double bridging
CN203713111U (zh) 采用法兰的液压油缸与滑块连接装置
CN208719062U (zh) 锁紧油缸
RU154638U1 (ru) Поршень составной на три ступени сжатия компрессора
CN204436723U (zh) 能量循环泵撬装设备
CN203035647U (zh) 气液增压缸
CN202418081U (zh) 一种复合油缸装置
CN110939626A (zh) 一种双缸双向高压节能柱塞液压缸
CN102493571A (zh) 多级并联防屈曲支撑
CN102418723A (zh) 一种复合油缸装置
CN201866006U (zh) 龙门焊机的汽缸
CN104374563A (zh) 连杆疲劳试验辅助垫块

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190205

Termination date: 20191111