CN107741357B - 一种岩石弧形抗拉蠕变试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种岩石弧形抗拉蠕变试验方法，主要包括：启动三轴流变仪试验系统，在三轴流变仪底部加载盘的凹槽圆心上放置承载压力块；制作标准抗拉试验岩石，把试验岩石水平放入抗拉试验夹具弧形槽内，通过销钉将上弧具与下弧具进行固定；将安放有试验岩石的抗拉试验夹具固定在三轴流变仪承载压力块上部；通过轴向油泵加载至平衡球头与凸槽圆心接触，清零轴向千分表位移与时间节点；设计岩石抗拉蠕变试验的初始应力水平、应力水平级数、蠕变时间与蠕变模式；利用test软件系统对伺服控制器发送命令开始岩石第一级应力水平的加载与蠕变；依次进行岩石下一级应力水平的加载与蠕变至试验岩石破坏失稳，结束试验岩石弧形抗拉蠕变试验。

Description

一种岩石弧形抗拉蠕变试验方法
技术领域
本发明涉及一种岩石蠕变试验方法，是通过对RLW-2000型三轴流变仪试验系统加配岩石弧形抗拉试验夹具，实现岩石弧形抗拉蠕变试验的试验方法，具体涉及到岩石力学性质的试验方法。
背景技术
岩石抗拉强度是岩石的重要力学性质指标，岩石试件拉伸破坏的极限荷载与受拉截面积的比值，表征岩石试件在外力的作用下抵抗抗拉应力的能力。岩石在同条件下的失稳模式不同，一般情况下，岩石的失稳模式主要有压缩失稳、剪切失稳及拉伸失稳等，而一些大型工程岩体在长期载荷作用下经常会出现拉伸破坏失稳。目前，对于岩石的拉伸破坏研究较多集中在抗拉瞬时破坏的研究上，其试验方法也多采用巴西劈裂，而研究表明弧形抗拉试验方法更为准确，但其应用相对较少，采用流变试验系统进行弧形抗拉蠕变试验更鲜有报道。因此，寻求一种岩石弧形抗拉蠕变试验方法迫在眉睫。
本发明提出一种岩石弧形抗拉蠕变试验方法，该试验方法通过对RLW-2000型三轴流变仪试验系统加配岩石弧形抗拉试验夹具，实现了岩石弧形抗拉蠕变试验，测试结果可为岩体工程长期抗拉稳定性控制提供依据。
发明内容
针对RLW-2000型三轴流变仪试验系统现有配置不能进行岩石抗拉蠕变试验的不足，本发明提出一种岩石弧形抗拉蠕变试验方法，该试验方法通过对RLW-2000型三轴流变仪试验系统加配岩石弧形抗拉试验夹具，连接岩石变形数显千分表与test软件操作系统实时对接，采用全进口微机伺服控制系统自动完成不同蠕变方案条件下的加载与蠕变，实现了岩石弧形抗拉蠕变研究。本发明方法步骤操作合理、数据采集同步，实现了岩石不同蠕变模式下的弧形抗拉蠕变试验，为矿山深部岩体长期抗拉稳定性控制技术研究提供了参考。
本发明提供了一种岩石弧形抗拉蠕变试验方法，主要包括如下步骤：
步骤一，启动三轴流变仪试验系统，在三轴流变仪底部加载盘的凹槽圆心上放置承载压力块，使承载压力块与三轴流变仪顶部加载轴距离大于弧形抗拉试验夹具高度5mm；
步骤二，制作标准抗拉试验岩石，打开弧形抗拉试验夹具，把试验岩石水平放入抗拉试验夹具弧形槽内，通过销钉将上弧具与下弧具进行固定，使试验岩石与上弧具、下弧具的弧面接触；
步骤三，将安放有试验岩石的抗拉试验夹具固定在三轴流变仪承载压力块上部，调节抗拉蠕变试验夹具位置，使上弧具上的平衡球头对准三轴流变仪顶部加载轴的凸槽圆心位置；
步骤四，通过轴向油泵加载至抗拉弧形夹具的上弧具上的平衡球头与三轴流变仪顶部加载轴的凸槽圆心接触，清零轴向千分表位移与时间节点；
步骤五，依据试验岩石弧形抗拉瞬时强度，设计试验岩石抗拉蠕变试验的初始应力水平、应力水平级数、蠕变时间与蠕变模式；
步骤六，利用test软件系统对伺服控制器发送命令，伺服电液系统启动推动底部加载轴上升开始试验岩石第一级应力水平的加载与蠕变，达到蠕变设定值后，进入试验岩石第二级应力水平的加载与蠕变；
步骤七，依次进行试验岩石下一级应力水平的加载与蠕变至试验岩石破坏失稳，保存采集数据并卸载，结束试验岩石弧形抗拉蠕变试验。
进一步，在步骤一中，轴向载荷通过轴向压力传感器由test软件系统自动采集。
进一步，在步骤二中，上弧具与下弧具的两端均设置销孔。
进一步，在步骤四中，千分表与test软件系统配套，千分表数据自动采集。
进一步，在步骤五中，蠕变模式分为增量加载蠕变与分级加载蠕变。
进一步，在步骤六中，可通过人为控制与自动设定两种方式进入下一级应力水平的加载与蠕变。
本发明的优点和有益效果是：本发明方法实现了RLW-2000型三轴流变仪系统岩石弧形抗拉蠕变试验，该试验方法步骤操作合理、数据采集同步，试验结果为矿山深部岩体长期抗拉稳定性控制技术研究提供了参考。
附图说明
图1是实现本发明一种岩石弧形抗拉蠕变试验方法结构示意图。
图2是图1的弧形抗拉试验夹具放大图。
图中：1为轴向压力传感器；2为顶部加载轴；3为平衡球头；4为上弧具；5为试验岩石；6为销钉；7为下弧具；8为承载压力块；9为凹槽圆心；10为底部加载盘；11为底部加载轴；12为凸槽圆心；13为千分表；14为伺服控制器；15为test软件系统；16为轴向油泵；17为伺服电液系统。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的描述。
如图1～2所示，本发明提供了一种岩石弧形抗拉蠕变试验方法，具体实施步骤如下：
步骤一，启动三轴流变仪试验系统，在三轴流变仪底部加载盘10的凹槽圆心9上放置承载压力块8，使承载压力块8与三轴流变仪顶部加载轴2距离大于弧形抗拉试验夹具高度5mm；
步骤二，制作标准抗拉试验岩石5，打开弧形抗拉试验夹具，把试验岩石水平放入抗拉试验夹具弧形槽内，通过销钉6将上弧具4与下弧具7进行固定，使试验岩石5与上弧具4、下弧具7的弧面接触；
步骤三，将安放有试验岩石5的抗拉试验夹具固定在三轴流变仪承载压力块8上部，调节抗拉蠕变试验夹具位置，使上弧具4上的平衡球头3对准三轴流变仪顶部加载轴2的凸槽圆心12位置；
步骤四，通过轴向油泵16加载至抗拉弧形夹具的上弧具4上的平衡球头3与三轴流变仪顶部加载轴2的凸槽圆心12接触，清零轴向千分表13位移与时间节点；
步骤五，依据试验岩石5弧形抗拉瞬时强度，设计试验岩石5抗拉蠕变试验的初始应力水平、应力水平级数、蠕变时间与蠕变模式；
步骤六，利用test软件系统对伺服控制器14发送命令，伺服电液系统17启动推动底部加载轴11上升开始试验岩石5第一级应力水平的加载与蠕变，达到蠕变设定值后，进入试验岩石5第二级应力水平的加载与蠕变；
步骤七，依次进行试验岩石5下一级应力水平的加载与蠕变至试验岩石5破坏失稳，保存采集数据并卸载，结束试验岩石5弧形抗拉蠕变试验。
进一步，在步骤一中，轴向载荷通过轴向压力传感器1由test软件系统15自动采集。
进一步，在步骤二中，上弧具4与下弧具7的两端均设置销孔。
进一步，在步骤四中，千分表13与test软件系统15配套，千分表13数据自动采集。
进一步，在步骤五中，蠕变模式分为增量加载蠕变与分级加载蠕变。
进一步，在步骤六中，可通过人为控制与自动设定两种方式进入下一级应力水平的加载与蠕变。
本发明的保护范围并不仅仅局限于本实施方式的描述，而是根据权利要求加以限定。

Claims (6)

1.一种岩石弧形抗拉蠕变试验方法，其特征在于，主要包括如下步骤：
步骤一，启动三轴流变仪试验系统，在三轴流变仪底部加载盘的凹槽圆心上放置承载压力块，使承载压力块与三轴流变仪顶部加载轴距离大于弧形抗拉试验夹具高度5mm；
步骤二，制作标准抗拉试验岩石，打开弧形抗拉试验夹具，把试验岩石水平放入抗拉试验夹具弧形槽内，通过销钉将上弧具与下弧具进行固定，使试验岩石与上弧具、下弧具的弧面接触；
步骤三，将安放有试验岩石的抗拉试验夹具固定在三轴流变仪承载压力块上部，调节抗拉蠕变试验夹具位置，使上弧具上的平衡球头对准三轴流变仪顶部加载轴的凸槽圆心位置；
步骤四，通过轴向油泵加载至抗拉弧形夹具的上弧具上的平衡球头与三轴流变仪顶部加载轴的凸槽圆心接触，清零轴向千分表位移与时间节点；
步骤五，依据试验岩石弧形抗拉瞬时强度，设计试验岩石抗拉蠕变试验的初始应力水平、应力水平级数、蠕变时间与蠕变模式；
步骤六，利用test软件系统对伺服控制器发送命令，伺服电液系统启动推动底部加载轴上升开始试验岩石第一级应力水平的加载与蠕变，达到蠕变设定值后，进入试验岩石第二级应力水平的加载与蠕变；
步骤七，依次进行试验岩石下一级应力水平的加载与蠕变至试验岩石破坏失稳，保存采集数据并卸载，结束试验岩石弧形抗拉蠕变试验。
2.根据权利要求1所述的一种岩石弧形抗拉蠕变试验方法，其特征在于，轴向载荷通过轴向压力传感器由test软件系统自动采集。
3.根据权利要求1所述的一种岩石弧形抗拉蠕变试验方法，其特征在于，在步骤二中，上弧具与下弧具的两端均设置销孔。
4.根据权利要求1所述的一种岩石弧形抗拉蠕变试验方法，其特征在于，在步骤四中，千分表与test软件系统配套，千分表数据自动采集。
5.根据权利要求1所述的一种岩石弧形抗拉蠕变试验方法，其特征在于，在步骤五中，蠕变模式分为增量加载蠕变与分级加载蠕变。
6.根据权利要求1所述的一种岩石弧形抗拉蠕变试验方法，其特征在于，在步骤六中，可通过人为控制与自动设定两种方式进入下一级应力水平的加载与蠕变。
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