CN106769494B - 蠕变冲击耦合加载装置 - Google Patents

蠕变冲击耦合加载装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106769494B
CN106769494B CN201710156204.8A CN201710156204A CN106769494B CN 106769494 B CN106769494 B CN 106769494B CN 201710156204 A CN201710156204 A CN 201710156204A CN 106769494 B CN106769494 B CN 106769494B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pendulum
electro
ring
hydraulic servo
guide rail
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.)
Active
Application number
CN201710156204.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106769494A (zh
Inventor
杨文东
罗光宇
黄晨晨
井文君
李贵峙
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.)
China University of Petroleum East China
Original Assignee
China University of Petroleum East China
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 China University of Petroleum East China filed Critical China University of Petroleum East China
Priority to CN201710156204.8A priority Critical patent/CN106769494B/zh
Publication of CN106769494A publication Critical patent/CN106769494A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106769494B publication Critical patent/CN106769494B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0026—Combination of several types of applied forces

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明属于岩土工程领域，具体地，涉及一种蠕变冲击耦合加载装置。主要包括落环、导轨、连杆、锤杆、摆锤、电液伺服作动器、电液伺服作动器压头和钢柱，其特征在于：所述的电液伺服作动器设置在装置的底部；电液伺服作动器压头与下圆盘连接，压头可伸缩，施加轴向压力；圆盘上部的钢柱是固定不动的。所述的落环两侧对称设有两个孔洞，使其能在导轨上自由下落；其外径小于上部圆盘直径保证圆环能完全落在圆盘上；导轨可拆卸，以更换不同大小的落环。所述的摆锤，其形状采用半球与圆柱相结合的形式，半球一侧靠近试件，圆柱一侧与锤杆的一端连在一起，可拆卸，以更换不同大小的摆锤；锤杆另一端固接一个圆环，圆环套在带卡槽的连杆上，锤杆借助圆环使摆锤能够前后摆动。本发明能够实现岩石蠕变过程中冲击荷载的施加。

Description

蠕变冲击耦合加载装置
技术领域
本发明涉及岩土工程领域，特别地涉及一种蠕变冲击耦合加载装置。
背景技术
岩石不仅会发生弹性变形和塑性变形，还具有流变的性质，蠕变就是流变的一种，指变形在应力不变的情况下随时间的增加而增大的现象。作为岩石力学的基本特性之一，岩石蠕变对实际工程的长期稳定性以及安全性都具有显著地影响，岩体工程的失稳破坏与时间关系密切早已被大量的工程实例与试验研究所证明，因此，在实际工程进行之前对当地的岩石进行蠕变试验已必不可少。
目前国内外对岩石蠕变性能的研究往往忽略蠕变与其他因素的交互作用，这显然与实际情况相差较大，冲击荷载便是影响岩石蠕变的重要因素之一。冲击荷载是指以极快的速度在极短的时间内作用在物体上的荷载，比如开挖隧道时常用的爆破法就会产生巨大的冲击荷载，将会影响岩体的蠕变速率和变形，因此有必要研究在冲击荷载的作用下岩石的蠕变性能。
然而，现有的蠕变试验机大多数在自动施加试验力时无法施加冲击荷载，直接限制了岩石在冲击荷载作用下的蠕变性能研究。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种蠕变冲击耦合加载装置。
为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
蠕变冲击耦合加载装置，包括落环、导轨、连杆、锤杆、摆锤、电液伺服作动器、电液伺服作动器压头、钢柱、上圆盘、下圆盘、刚性框架。其特征在于：所述的电液伺服作动器设置在装置的底部；电液伺服作动器压头与下圆盘连接，压头可伸缩，施加向上的轴向压力；上圆盘上部的钢柱是固定不动的。所述的落环两侧对称设有两个孔洞，使其能在导轨上自由下落；其外径小于上圆盘直径保证圆环能完全落在上圆盘上，以便计算施加的竖向冲击荷载大小；导轨可拆卸，以更换不同大小的落环。所述的摆锤，其形状采用半球与圆柱相结合的形式，半球一侧靠近试件，圆柱一侧与锤杆的一端连在一起，可拆卸，以更换不同大小的摆锤；锤杆另一端固接一个圆环，圆环套在带卡槽的连杆上，锤杆借助圆环使摆锤能够前后摆动。
本发明通过电液伺服作动器施加恒定的轴向压力，轴向压力通过试件下部的下圆盘作用于试件上，使试件发生蠕变；通过落环在导轨上自由下落撞击上圆盘施加轴向冲击荷载，调整落环在导轨上的高度及落环质量来控制轴向冲击荷载的大小；通过摆锤前后的摆动撞击试件施加侧向冲击荷载，通过选择摆锤的质量及摆锤摆动时的初始高度来控制侧向冲击荷载的大小；采用电阻应变片法或变形传感器测量试件的应变或变形。
相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本装置能够实现冲击荷载与蠕变的相互影响，落锤和摆锤的综合利用，使该装置既能施加轴向冲击荷载，又可施加侧向冲击荷载，与实际更为贴切。
2、试件在轴向压缩发生蠕变的过程中，荷载由装置底部的电液伺服作动器施加，与将电液伺服作动器设置在试件上部的常规蠕变加载装置相比，本装置在施加冲击荷载时，不会因为落环坠落后砸到圆盘上，导致电液伺服作动器与连接装置暂时脱离，而停止施压，可以达到持续加载的目的，使冲击荷载与蠕变的相互影响始终存在。
3、落环与传统施加冲击荷载时所用的落球相比，更能均布施载，防止试件由于受力不均匀而提早破坏。
4、摆锤的形状采用圆柱与半球相结合的形式，便于充分施加侧向冲击荷载。
附图说明
图1：蠕变冲击耦合加载装置前侧视图。
图2：蠕变冲击耦合加载装置后侧视图。
图中：1.落环，2.导轨，3.连杆，4.锤杆，5.摆锤，6.电液伺服作动器，7.钢柱，8.试件，9.电液伺服作动器压头，10.上圆盘，11.下圆盘，12.刚性框架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1-图2所示，蠕变冲击耦合加载装置，包括1.落环，2.导轨，3.连杆，4.锤杆，5.摆锤，6.电液伺服作动器，7.钢柱，8.试件，9.电液伺服作动器压头，10.上圆盘，11.下圆盘，12.刚性框架。其特征在于：所述的电液伺服作动器6设置在装置的底部；电液伺服作动器压头9与下圆盘11连接，压头9可伸缩，施加轴向压力；上圆盘10上部的钢柱7是固定不动的。所述的落环1两侧对称设有两个孔洞，使其能在导轨2上自由下落；其外径小于上部圆盘直径保证圆环1能完全落在上圆盘10上，以便计算施加的竖向冲击荷载大小；导轨2可拆卸，以更换不同大小的落环1。所述的摆锤5，其形状采用半球与圆柱相结合的形式，半球一侧靠近试件8，圆柱一侧与锤杆4的一端连在一起，可拆卸，以更换不同大小的摆锤5；锤杆4另一端固接一个圆环，圆环套在连杆3上，连杆3上刻有圆环状卡槽，锤杆4借助圆环使摆锤5能够绕连杆3前后摆动，通过调整锤杆4卡入连杆3中卡槽的位置可以调整水平冲击作用于试件8的位置。
本发明通过电液伺服作动器6施加恒定的向上的轴向压力，轴向压力通过试件8下部的下圆盘11作用于试件8上，使试件8发生蠕变；通过落环1在导轨2上自由下落撞击上圆盘10施加轴向冲击荷载，调整落环1在导轨2上的高度及落环1质量来控制轴向冲击荷载的大小；通过摆锤5前后的摆动撞击试件8施加侧向冲击荷载，通过选择摆锤5的质量及摆锤5摆动时的初始高度来控制侧向冲击荷载的大小。

Claims (1)

1.蠕变冲击耦合加载装置，包括落环、导轨、连杆、锤杆、摆锤、电液伺服作动器、电液伺服作动器压头、钢柱、上圆盘、下圆盘、刚性框架，其特征在于：所述的电液伺服作动器设置在装置的底部；电液伺服作动器压头与下圆盘连接，压头可伸缩，施加向上的轴向压力；上圆盘上部的钢柱固定不动；通过电液伺服作动器施加恒定的轴向压力，轴向压力通过试件下部的下圆盘作用于试件上，使试件发生蠕变；通过落环在导轨上自由下落撞击上圆盘施加轴向冲击荷载，调整落环在导轨上的高度及落环质量来控制轴向冲击荷载的大小；通过摆锤前后的摆动撞击试件施加侧向冲击荷载，通过选择摆锤的质量及摆锤摆动时的初始高度来控制侧向冲击荷载的大小；
所述的落环两侧对称设有两个孔洞，使其能在导轨上自由下落；其外径小于上圆盘直径保证圆环能完全落在上圆盘上，以便计算施加的竖向冲击荷载大小；导轨可拆卸，以更换不同大小的落环；
所述的摆锤，其形状采用半球与圆柱相结合的形式，半球一侧靠近试件，圆柱一侧与锤杆的一端连在一起，可拆卸，以更换不同大小的摆锤；锤杆另一端固接一个圆环，圆环套在带卡槽的连杆上，锤杆借助圆环使摆锤能够前后摆动；
采用电阻应变片法或变形传感器测量试件的应变或变形。
CN201710156204.8A 2017-03-16 2017-03-16 蠕变冲击耦合加载装置 Active CN106769494B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710156204.8A CN106769494B (zh) 2017-03-16 2017-03-16 蠕变冲击耦合加载装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710156204.8A CN106769494B (zh) 2017-03-16 2017-03-16 蠕变冲击耦合加载装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106769494A CN106769494A (zh) 2017-05-31
CN106769494B true CN106769494B (zh) 2019-05-03

Family

ID=58966887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710156204.8A Active CN106769494B (zh) 2017-03-16 2017-03-16 蠕变冲击耦合加载装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106769494B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108896415B (zh) * 2018-05-03 2021-02-02 山东科技大学 一种岩体蠕变冲击试验方法
CN110967265A (zh) * 2019-11-21 2020-04-07 中国矿业大学 一种耦合动-静态加载试验系统
CN111638138B (zh) * 2020-07-16 2021-05-11 东北大学 充填散体在动-静态作用力下压缩性能的测试装置及方法
CN112729741B (zh) * 2020-12-24 2022-12-02 辽宁工程技术大学 一种蠕变冲击试验装置
CN113447365B (zh) * 2021-07-06 2023-03-21 安徽理工大学 一种波形加载式煤体蠕变冲击扰动加载装置及试验方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5871432A (ja) * 1981-10-23 1983-04-28 Odakyu Kensetsu Kk 土質試験方法
CN1553162A (zh) * 2003-08-21 2004-12-08 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种弹性元件蠕变试验方法及装置
CN1948945A (zh) * 2006-10-24 2007-04-18 中国矿业大学(北京) 材料流变扰动效应实验系统及实验方法
CN102519699A (zh) * 2011-12-12 2012-06-27 中联重科股份有限公司 落物冲击试验装置及驾驶室综合试验系统
CN102749250A (zh) * 2012-07-06 2012-10-24 四川大学 单轴蠕变试验机
CN104181029A (zh) * 2014-07-22 2014-12-03 东北大学 一种摆锤加载中应变率扰动下岩石松弛的试验装置及方法
CN104568364A (zh) * 2015-01-12 2015-04-29 中国航天员科研训练中心 多功能落锤试验台
CN205620220U (zh) * 2016-04-07 2016-10-05 中国矿业大学(北京) 一种煤岩双向约束摆锤式冲击动力加载试验装置
CN106226174A (zh) * 2016-09-22 2016-12-14 青岛科技大学 一种软岩实验蠕变测量装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5871432A (ja) * 1981-10-23 1983-04-28 Odakyu Kensetsu Kk 土質試験方法
CN1553162A (zh) * 2003-08-21 2004-12-08 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种弹性元件蠕变试验方法及装置
CN1948945A (zh) * 2006-10-24 2007-04-18 中国矿业大学(北京) 材料流变扰动效应实验系统及实验方法
CN102519699A (zh) * 2011-12-12 2012-06-27 中联重科股份有限公司 落物冲击试验装置及驾驶室综合试验系统
CN102749250A (zh) * 2012-07-06 2012-10-24 四川大学 单轴蠕变试验机
CN104181029A (zh) * 2014-07-22 2014-12-03 东北大学 一种摆锤加载中应变率扰动下岩石松弛的试验装置及方法
CN104568364A (zh) * 2015-01-12 2015-04-29 中国航天员科研训练中心 多功能落锤试验台
CN205620220U (zh) * 2016-04-07 2016-10-05 中国矿业大学(北京) 一种煤岩双向约束摆锤式冲击动力加载试验装置
CN106226174A (zh) * 2016-09-22 2016-12-14 青岛科技大学 一种软岩实验蠕变测量装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106769494A (zh) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106769494B (zh) 蠕变冲击耦合加载装置
CN204575468U (zh) 高速冲击压缩变形试验机
CN106769483B (zh) 蠕变冲击简易加载装置
CN103471942B (zh) 冲击地压单轴模拟试验系统及其应用方法
CN107655762A (zh) 一种组合煤岩冲击倾向性试验模拟装置及方法
CN107014689A (zh) 一种基于霍普金森压杆的真三轴动静组合加卸载试验系统
CN108732043B (zh) 一种可模拟冲击扰动的深部岩体蠕变冲击试验装置
CN109520696A (zh) 一种多点多向落锤冲击装置及试验方法
CN105606472A (zh) 一种锚杆冲击试验装置及其方法
CN106950127B (zh) 具有冲击功能的改造流变仪
CN206378314U (zh) 一种带取土功能的土样压实装置
CN206740481U (zh) 一种三轴土样制备装置
CN202188929U (zh) 一种用于相似模拟实验的预应力锚杆装置
CN110067267A (zh) 加载多种模式的旋喷钢管组合桩室内模拟实验装置和方法
CN105134197B (zh) 储层压力变化诱发层间滑移的模拟实验装置及其实验方法
CN207882086U (zh) 一种用于高压固结仪的杠杆固定装置
CN208346815U (zh) 一种具有抗震能力的锚索
CN104406842B (zh) 一种构件拉压振动疲劳实验固定装置
CN105259056B (zh) 一种大型相似实验系统中施加瞬态卸压应力波的装置
CN203881663U (zh) 一种侧向加压相似模拟实验装置
CN206960085U (zh) 一种模拟船桥碰撞的试验装置
CN202492862U (zh) 桩基础斜向动荷载加载试验装置
CN212483220U (zh) 一种中空玻璃的耐冲击试验装置
CN205426695U (zh) 一种锚杆冲击试验装置
CN205808813U (zh) 一种基于岩石流变扰动效应实验仪的动力冲击装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 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