CN108693035A - 一种岩石抗拉强度测试装置及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩石抗拉强度测试装置，包括压力传感器和应变片，还包括动力装置、主动夹具、从动夹具、移动辅助装置、固定辅助装置、受力套筒和试验平台，且试验平台上设置有滑槽和单向滑槽。本发明提供了一种岩石抗拉强度测试装置及其试验方法，可以克服现有技术中岩石抗拉强度测试装置在测试过程中存在的应力集中和拉伸偏心的技术难题，同时本发明的结构简单、体积较小，方便携带到岩石采样现场进行现场测试，从而保证所测岩石处于真实的拉伸应力状态下，得到准确的测量结果。

Description

一种岩石抗拉强度测试装置及其试验方法

技术领领域

本发明涉及测试装置技术领域，更具体的说是涉及一种岩石抗拉强度测试装置及其试验方法。

背景技术

随着国家的发展，在水电、交通、能源开采与储存核废物处置等前沿领域中，岩土工程得到中了迅速发展。工程中岩石易拉不易压的特性使得张拉应力引起的损坏问题越来越多，目前在岩石力学试验，对于拉伸开展的实验研究十分少见，这与我国岩土工程迅猛发展的现实严重脱节，岩石拉伸相关参数的空白亟待填补。目前在测试岩石抗拉强度一般采用巴西劈裂试验和弯曲试验等间接方法，其中巴西劈裂试验最为常见，这是一种间接拉伸试验方法，岩石并非处于真实的拉伸应力状态下，其测试结果存在误差。现有的轴向拉伸装置在处理应力集中、拉伸偏心等存在不足，而且需要在大型实验机上进行，不能进行现场测试。

因此，如何提供一种既可以避免集中应力和拉伸偏心的问题，又可以进行现场测试的一种岩石抗拉强度测试装置及其试验方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种岩石抗拉强度测试装置及其试验方法，可以克服现有技术中岩石抗拉强度测试装置在测试过程中存在的应力集中和拉伸偏心的技术难题，同时本发明的结构简单、体积较小，方便携带到岩石采样现场进行现场测试，从而保证所测岩石处于真实的拉伸应力状态下，得到准确的测量结果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种岩石抗拉强度测试装置，包括压力传感器和应变片，还包括动力装置、主动夹具、从动夹具、移动辅助装置、固定辅助装置、受力套筒和试验平台，且所述试验平台上设置有滑槽和单向滑槽，所述移动辅助装置夹持固定所述主动夹具的首端，并与所述滑槽滑动连接，同时所述固定辅助装置夹持固定所述从动夹具的首端，并与所述滑槽固定连接，所述主动夹具与所述从动夹具分别夹持岩石试件的两端，且所述主动夹具与所述从动夹具的首端相对设置，并且在所述主动夹具上设置所述压力传感器，在所述岩石试件上贴设所述应变片，所述受力套筒固定套设在所述主动夹具的尾端，且所述受力套筒两侧分别固设有平键连接端和平键受力端，所述平键连接端与所述单向滑槽滑动连接，所述平键受力端与所述动力装置活动连接。

本发明通过所述主动夹具和所述从动夹具配合共同夹持所述岩石试件，使所述主动夹具与所述从动夹具分别夹持岩石试件的两端，且所述主动夹具与所述从动夹具的首端相对设置，从而不仅可以增加所述岩石试件与夹具的接触面积，而且还可以保证所述岩石试件的两端受力均衡，能够克服现有技术中岩石抗拉强度测试装置在测试过程中存在的应力集中和拉伸偏心的技术难题，且保证测量过程稳定；同时本发明整体结构简单且体积较小，方便携带到岩石采样现场进行现场测试，从而保证所测岩石处于真实的拉伸应力状态下，得到准确的测量结果；且本发明所述受力套筒两侧分别固设有平键连接端和平键受力端，所述平键连接端与所述单向滑槽滑动连接，所述平键受力端与所述动力装置活动连接，可以有效平衡受力端的力偶，防止试验时将装置破坏。

优选的，所述动力装置、所述动力装置与所述受力套筒之间、所述受力套筒与所述主动夹具之间、所述受力套筒与所述单向滑槽之间、所述移动辅助装置与所述滑槽之间、所述固定辅助装置与所述滑槽之间、所述移动辅助装置与所述主动夹具之间、所述固定辅助装置与所述从动夹具之间均为可拆卸连接，从而方便本发明的安装与拆卸，具有较强的便携性，从而使本发明实现对所述岩石试件进行现场测试的效果，能够保持测量的准确性。

优选的，所述动力装置包括压力动力源以及杠杆，所述压力动力源固定在所述试验平台上，所述杠杆一端与所述压力动力源活动连接，另一端与所述平键受力端活动连接，且端部与所述平键受力端平行设置，并且所述杠杆上设置有多个杠杆支点。

本发明创造性地将所述压力动力源与所述杠杆配合，针对性地解决了工程岩石易拉不易压与工作员易压不易拉的矛盾，从而使工作人员对所述压力动力源的压力转变为对所述受力套筒中的平键受力端的拉力，进而通过所述受力套筒将拉力传递到所述主动夹具，使所述主动夹具实现对所述岩石试件的拉动作用，同时通过选择所述杠杆上的所述杠杆支点实现调节动力臂与阻力臂分配比的作用，从而将所述压力动力源的较小压力转变为对所述套筒较大拉力的效果；进一步，本发明与所述平键受力端活动连接的所述杠杆的一端设置为与所述平键受力端平行，从而可以通过所述杠杆将压力完全转换为拉力并传送到所述平键受力端，增加力传递的效率。

优选的，所述主动夹具和所述从动夹具结构相同，均包括夹具本体、外筒、内筒以及多个连杆，其中，所述主动夹具的所述夹具本体尾端固设有所述受力套筒，从而使所述受力套筒将从所述杠杆上接收到的拉力传递到所述主动夹具上，使所述主动夹具受到一个远离所述从动夹具的拉力，所述外筒的首端具有开口，方便插入所述岩石试件，尾端与所述夹具本体首端一体连接来接收拉力，并且所述外筒两侧的连接部分别开设有限位孔，为所述提拉杆件预留出活动空间，并限定所述提拉杆件的运动范围，且所述外筒的内壁沿轴向设置有多个铰链B；

所述内筒两端均具有开口，使所述岩石试件可以产生相对所述内筒的位移，且所述内筒由四个弧片体包围而成，相邻的所述弧片体之间形成轴向孔隙并相互独立，从而使所述内筒可以产生径向收缩，便于所述岩石试件进入所述内筒，并且使所述内筒可以抱紧所述岩石试件，保证测试实验可以稳定、有效进行，每个所述弧片体的内壁均设置有橡胶皮垫，在拉伸过程中，随着内外筒的相对位移越大，橡胶皮垫与试件之间的摩擦力越大，这样夹具可以简单快捷夹持试件，不需要粘接，从而避免了粘接偏心，而且受力面积大，从而有效减小了应力集中现象，外壁沿轴向设置有多个铰链A，所述连杆两端分别与所述铰链A和所述铰链B对应铰接，且多个所述连杆与所述内筒形成“鱼骨状”，这样内外筒连接既可以连接在一起又可以产生相对运动，并可以保证内外筒之间的相对运动较协调和稳定，有助于开展拉伸试验。

优选的，所述主动夹具和所述从动夹具还均包括提拉杆件和伸缩弹簧，所述提拉杆件和所述伸缩弹簧均设置在所述内筒尾端，且所述提拉杆件水平设置在所述内筒和所述外筒之间，并且穿过所述限位孔置于所述外筒之外，当在推动所述岩石进入所述内筒的过程中，通过所述提拉杆件可以提供一个作用于所述内筒尾端的作用力，且此作用力与推动所述岩石试件的推动力反向，从而通过所述提拉杆件提供作用于所述内筒尾端的作用力与推动所述岩石试件的推动力共同作用，提高所述岩石试件进入所述内筒的速率，且在试验结束时可以利用所述提拉杆件控制内外筒的相对位移，从而便于取出所述岩石试件，所述伸缩弹簧垂直设置在所述内筒的外壁和所述外筒的内壁之间，可以辅助所述内筒的收缩作用。

优选的，所述移动辅助装置包括滑块A、固设在所述滑块A上的弧形凹槽块，铰接在所述弧形凹槽块两侧的弧形活瓣，用来加持固定所述主动夹具，且所述弧形活瓣的内壁贴设有防护垫，防止所述主动夹具在反复移动的过程中受到损坏，延长所述主运动夹具的使用寿命，同时可以增强所述弧形活瓣环抱所述主动夹具的作用力，维持拉伸试验稳定进行，顶端设置有螺栓孔，通过固定螺栓与所述螺栓孔的螺纹配合使所述弧形活瓣环抱固定所述主动夹具的首端，使用方便。

优选的，所述固定辅助装置包括滑块B、固设在所述滑块B上的半圆形卡槽，通过固定连接件将所述从动夹具的首端固定在所述半圆形卡槽中。

一种岩石抗拉强度测试的试验方法，包括以下步骤：

步骤一，取出主动夹具，顶压所述主动夹具中的提拉杆件，同时将岩石试件从所述主动夹具的首端插入至所述主动夹具的内筒中，直至所述岩石试件与所述主动夹具的所述内筒中的橡胶皮垫完全贴合，这样所述主动夹具可以简单快捷夹持试件，不需要粘接，从而避免了粘接偏心，而且受力面积大，从而有效减小了应力集中现象；

步骤二，取出从动夹具，顶压所述从动夹具中的提拉杆件，同时将所述岩石试件从所述从动夹具的首端插入至所述从动夹具的内筒中，直至所述岩石试件与所述从动夹具的所述内筒中的橡胶皮垫完全贴合，这样所述从动夹具夹具可以简单快捷夹持试件，不需要粘接，从而避免了粘接偏心，而且受力面积大，从而有效减小了应力集中现象；

步骤三，分别通过移动辅助装置和固定辅助装置同时夹持固定所述主动夹具和所述从动夹具的首端，即所述移动辅助装置夹持固定所述主动夹具的所述外筒，同时所述固定辅助装置夹持固定所述从动夹具的所述外筒；

步骤四，取出试验平台，将所述移动辅助装置通过滑块A与滑槽滑动连接，同时将所述固定辅助装置通过滑块B与所述滑槽固定连接；

步骤五，取出受力套筒，将所述受力套筒套设在所述主动夹具的尾端，并使固定在所述受力套筒上的平键连接端与单向滑槽滑动连接；

步骤六，取出动力装置，将压力动力源固定在所述试验平台上，并且将杠杆的两端分别与所述压力动力源和所述平键受力端活动连接；

步骤七，选择所述杠杆上的一个杠杆支点作为受力杠杆支点，通过固定栓穿过所述受力杠杆支点，将所述受力杠杆支点固定在所述试验平台上；

步骤八，在所述主动夹具上设置压力感受器，且将所述压力感受器设置在所述主动夹具的夹具本体上，并位于所述受力套筒和所述主动夹具的外筒之间，同时在所述岩石试件上贴设应变片；

步骤九，将所述压力感受器和所述应变片连接单片机，并开启所述压力动力源，所述压力动力源通过所述杠杆将压力转变为推动所述受力套筒的拉力，所述受力套筒驱动所述主动夹具沿远离所述从动夹具的方向移动，从而使夹持在所述主动夹具中的所述岩石试件一端受到一个远离所述从动夹具方向的摩擦力，同时使夹持在所述从动夹具中的所述岩石试件的另一端受到一个远离所述主动夹具方向的摩擦力，通过两个方向相反的摩擦力作用在所述岩石试件两端，使所述岩石试件的两端分别受到向外的拉动力，直至所述岩石试件断裂，停止所述压力动力源；

步骤十、所述压力感受器和所述应变片分别测量步骤九中在不同时刻推动所述受力套筒的的拉力值和所述岩石试件分别相对所述主动夹具以及所述从动夹具的摩擦位移之和，且单片机将在不同时刻接收的压力值和应变值进行编译，并通过单片机将编译好的程序存储到电脑主机，通过电脑呈现应力-应变曲线。

优选的，在所述步骤六中，所述试验平台上等距离设置有多个平台小孔，通过紧固件与所述平台小孔配合将所述压力动力源固定在所述试验平台上，并通过调整所述紧固件与所述平台小孔的位置对所述压力动力源进行微调。

优选的，在所述步骤七中，通过调整所述受力杠杆支点的位置调节动力臂与阻力臂的分配比。

优选的，所述压力动力源选用千斤顶，使用简单，携带方便。

优选的，所述滑槽上设置固定孔，通过在所述固定孔中插入销钉将所述固定辅助装置的所述滑块B固定在所述滑槽内。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种岩石抗拉强度测试装置及其试验方法，可以实现以下技术效果：①本发明通过所述主动夹具和所述从动夹具配合共同夹持所述岩石试件，并将所述主动夹具和所述从动夹具均采用内外双筒设计，且所述外筒内壁与所述内筒外壁通过所述杆件铰接，所述内筒由四个弧片体包围而成，相邻的所述弧片体之间形成轴向孔隙并相互独立，每个所述弧片体的内壁均设置有橡胶皮垫，使得在拉伸过程中，随着内外筒的相对位移越大，所述橡胶皮垫与所述试件之间的摩擦力越大，这样夹具可以简单快捷夹持试件，不需要粘接，从而避免了粘接偏心，而且受力面积大，从而有效减小了应力集中现象；②本发明为可拆卸连接，整体结构简单且体积较小，方便携带到岩石采样现场进行现场测试，从而保证所测岩石处于真实的拉伸应力状态下，得到准确的测量结果；③本发明所述受力套筒两侧分别固设有平键连接端和平键受力端，所述平键连接端与所述单向滑槽滑动连接，所述平键受力端与所述动力装置活动连接，可以有效平衡受力端的力偶，防止试验时将装置破坏；④本发明创造性地将所述压力动力源与所述杠杆配合，针对性地解决了工程岩石易拉不易压与工作员易压不易拉的矛盾，同时通过选择所述杠杆上的所述杠杆支点实现调节动力臂与阻力臂分配比的作用，从而将所述压力动力源的较小压力转变为对所述套筒较大拉力的效果；⑤本发明通过所述移动辅助装置和所述固定辅助装置共同分别夹持所述主动夹具和所述从动夹具，结构简单，并有助于拉伸测试实验稳定进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明一种岩石抗拉强度测试装置的结构俯视图；

图2附图为本发明一种岩石抗拉强度测试装置的结构主视图；

图3附图为本发明一种岩石抗拉强度测试装置的主动夹具与从动夹具配合结构的A-A剖面图；

图4附图为本发明一种岩石抗拉强度测试装置的主动夹具或从动夹具的B-B剖面图；

图5附图为本发明一种岩石抗拉强度测试装置的主动夹具或从动夹具的侧视图；

图6附图为本发明一种岩石抗拉强度测试装置的移动辅助装置的C-C剖面图；

图7附图为本发明一种岩石抗拉强度测试装置的固定辅助装置的D-D剖面图.

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种岩石抗拉强度测试装置，包括压力传感器1和应变片2，还包括动力装置3、主动夹具4、从动夹具5、移动辅助装置6、固定辅助装置7、受力套筒8和试验平台，且试验平台上设置有滑槽9和单向滑槽10，移动辅助装置6夹持固定主动夹具4的首端，并与滑槽9滑动连接，同时固定辅助装置7夹持固定从动夹具5的首端，并与滑槽9固定连接，主动夹具4与从动夹具5分别夹持岩石试件11的两端，且主动夹具4与从动夹具5的首端相对设置，并且在主动夹具4上设置压力传感器1，在岩石试件上贴设应变片2，受力套筒8固定套设在主动夹具4的尾端，且受力套筒8两侧分别固设有平键连接端81和平键受力端82，平键连接端81与单向滑槽10滑动连接，平键受力端82与动力装置3活动连接。

为了进一步优化上述技术方案，动力装置3、动力装置3与受力套筒8之间、受力套筒8与主动夹具4之间、受力套筒8与单向滑槽10之间、移动辅助装置6与滑槽9之间、固定辅助装置7与滑槽9之间、移动辅助装置6与主动夹具4之间、固定辅助装置7与从动夹具5之间均为可拆卸连接。

为了进一步优化上述技术方案，动力装置3包括压力动力源31以及杠杆32，压力动力源31固定在试验平台上，杠杆32一端与压力动力源31活动连接，另一端与平键受力端82活动连接，且端部与平键受力端82平行设置，并且杠杆32上设置有多个杠杆支点33。

为了进一步优化上述技术方案，主动夹具4和从动夹具5结构相同，均包括夹具本体451、外筒452、内筒453以及多个连杆454，其中，主动夹具4的夹具本体451尾端固设有受力套筒8，外筒452的首端具有开口，尾端与夹具本体451首端一体连接，并且外筒两侧的连接部分别开设有限位孔4521，且外筒的内壁沿轴向设置有多个铰链B4522；

内筒两端均具有开口，且内筒由四个弧片体4531包围而成，相邻的弧片体4531之间形成轴向孔隙4532并相互独立，每个弧片体4531的内壁均设置有橡胶皮垫4533，外壁沿轴向设置有多个铰链A4534，连杆454两端分别与铰链A4534和铰链B4522对应铰接，且多个连杆454与内筒453形成“鱼骨状”。

为了进一步优化上述技术方案，主动夹具4和从动夹具5还均包括提拉杆件455和伸缩弹簧456，提拉杆件455和伸缩弹簧456均设置在内筒453尾端，且提拉杆件455水平设置在内筒453和外筒452之间，并且穿过限位孔4521置于外筒452之外，伸缩弹簧456垂直设置在内筒453的外壁和外筒452的内壁之间。

为了进一步优化上述技术方案，移动辅助装置6包括滑块A61、固设在滑块A61上的弧形凹槽块62，铰接在弧形凹槽块62两侧的弧形活瓣63，且弧形活瓣63的内壁贴设有防护垫631，顶端设置有螺栓孔632，通过固定螺栓与螺栓孔632的螺纹配合使弧形活瓣63环抱固定主动夹具4的首端。

为了进一步优化上述技术方案，固定辅助装置7包括滑块B71、固设在滑块B71上的半圆形卡槽72，通过固定连接件73将从动夹具5的首端固定在半圆形卡槽72中。

一种岩石抗拉强度测试的试验方法，包括以下步骤：

步骤一，取出主动夹具4，顶压主动夹具4中的提拉杆件455，同时将岩石试件11从主动夹具4的首端插入至主动夹具4的内筒453中，直至岩石试件11与主动夹具4的内筒453中的橡胶皮垫4533完全贴合；

步骤二，取出从动夹具5，顶压从动夹具5中的提拉杆件455，同时将岩石试件11从从动夹具5的首端插入至从动夹具5的内筒453中，直至岩石试件11与从动夹具5的内筒453中的橡胶皮垫4533完全贴合；

步骤三，分别通过移动辅助装置6和固定辅助装置7同时夹持固定主动夹具4和从动夹具5的首端；

步骤四，取出试验平台，将移动辅助装置6通过滑块A61与滑槽9滑动连接，同时将固定辅助装置7通过滑块B71与滑槽9固定连接；

步骤五，取出受力套筒8，将受力套筒8套设在主动夹具4的尾端，并使固定在受力套筒8上的平键连接端81与单向滑槽10滑动连接；

步骤六，取出动力装置3，将压力动力源31固定在试验平台上，并且将杠杆32的两端分别与压力动力源31和平键受力端82活动连接；

步骤七，选择杠杆32上的一个杠杆支点33作为受力杠杆支点，通过固定栓穿过受力杠杆支点，将受力杠杆支点固定在试验平台上；

步骤八，在主动夹具4上设置压力感受器1，且将压力感受器1设置在主动夹具4的夹具本体451上，并位于受力套筒8和主动夹具4的外筒452之间，同时在岩石试件11上贴设应变片2；

步骤九，将压力感受器1和应变片2连接单片机，并开启压力动力源31，压力动力源31通过杠杆32将压力转变为推动受力套筒8的拉力，受力套筒8驱动主动夹具4沿远离从动夹具5的方向移动，从而使夹持在主动夹具4中的岩石试件11一端受到一个远离从动夹具5方向的摩擦力，同时使夹持在从动夹具5中的岩石试件11的另一端受到一个远离主动夹具4方向的摩擦力，通过两个方向相反的摩擦力作用在岩石试件11两端，使岩石试件11的两端分别受到向外的拉动力，直至岩石试件11断裂，停止压力动力源31；

步骤十、压力感受器1和应变片2分别测量步骤九中在不同时刻推动受力套筒8的的拉力值和岩石试件11分别相对主动夹具4以及从动夹具5的摩擦位移之和，且单片机将在不同时刻接收的压力值和应变值进行编译，并通过单片机将编译好的程序存储到电脑主机，通过电脑呈现应力-应变曲线。

为了进一步优化上述技术方案，在步骤六中，试验平台上等距离设置有多个平台小孔12，通过紧固件与平台小孔12配合将压力动力源31固定在试验平台上，并通过调整紧固件与平台小孔12的位置对压力动力源31进行微调。

为了进一步优化上述技术方案，在步骤七中，通过调整受力杠杆支点的位置调节动力臂与阻力臂的分配比。

为了进一步优化上述技术方案，压力动力源31选用千斤顶，使用简单，携带方便。

为了进一步优化上述技术方案，滑槽9上设置固定孔，通过在固定孔中插入销钉将固定辅助装置7的滑块B71固定在滑槽1内。

具体实施例

本发明实施例公开了一种岩石抗拉强度测试装置，包括压力传感器1和应变片2，还包括动力装置3、主动夹具4、从动夹具5、移动辅助装置6、固定辅助装置7、受力套筒8和试验平台，且试验平台上设置有滑槽9和单向滑槽10，动力装置3、动力装置3与受力套筒8之间、受力套筒8与主动夹具4之间、受力套筒8与单向滑槽10之间、移动辅助装置6与滑槽9之间、固定辅助装置7与滑槽9之间、移动辅助装置6与主动夹具4之间、固定辅助装置7与从动夹具5之间均为可拆卸连接；

其中，主动夹具4和从动夹具5结构相同，均包括夹具本体451、外筒452、内筒453以及多个连杆454，其中，主动夹具4的夹具本体451尾端固设有受力套筒8，外筒452的首端具有开口，尾端与夹具本体451首端一体连接，并且外筒两侧的连接部分别开设有限位孔4521，且外筒的内壁沿轴向设置有多个铰链B4522；

内筒两端均具有开口，且内筒由四个弧片体4531包围而成，相邻的弧片体4531之间形成轴向孔隙4532并相互独立，每个弧片体4531的内壁均设置有橡胶皮垫4533，外壁沿轴向设置有多个铰链A4534，连杆454两端分别与铰链A4534和铰链B4522对应铰接，且多个连杆454与内筒453形成“鱼骨状”；

主动夹具4和从动夹具5还均包括提拉杆件455和伸缩弹簧456，提拉杆件455和伸缩弹簧456均设置在内筒453尾端，且提拉杆件455水平设置在内筒453和外筒452之间，并且穿过限位孔4521置于外筒452之外，伸缩弹簧456垂直设置在内筒453的外壁和外筒452的内壁之间；

移动辅助装置6包括滑块A61、固设在滑块A61上的弧形凹槽块62，铰接在弧形凹槽块62两侧的弧形活瓣63，且弧形活瓣63的内壁贴设有防护垫631，顶端设置有螺栓孔632，通过固定螺栓与螺栓孔632的螺纹配合使弧形活瓣63环抱固定主动夹具4的首端；

固定辅助装置7包括滑块B71、固设在滑块B71上的半圆形卡槽72，通过固定连接件73将从动夹具5的首端固定在半圆形卡槽72中；

动力装置3包括压力动力源31以及杠杆32，压力动力源31固定在试验平台上，且杠杆32上设置有多个杠杆支点33；

移动辅助装置6通过弧形活瓣63夹持固定主动夹具4的首端，即通过弧形活瓣63环抱主动夹具4的外筒452，同时固定辅助装置7通过半圆形卡槽72夹持固定从动夹具5的首端，即通过半圆形卡槽72环抱从动夹具5的外筒452，且移动辅助装置6通过滑块A61与滑槽9滑动连接，固定辅助装置7通过滑块B71与滑槽9固定连接，主动夹具4与从动夹具5分别夹持岩石试件11的两端，且主动夹具4与从动夹具5的首端相对设置，即主动夹具4与从动夹具5的外筒452开口端相对设置，并且在主动夹具4上设置压力传感器1，在岩石试件上贴设应变片2，受力套筒8固定套设在主动夹具4的尾端，且受力套筒8两侧分别固设有平键连接端81和平键受力端82，平键连接端81与单向滑槽10滑动连接，平键受力端82与动力装置3的杠杆32一端活动连接，且与平键受力端82连接的杠杆32端部与平键受力端82平行设置。

利用一种岩石抗拉强度测试装置进行岩石拉伸试验，一种岩石抗拉强度测试的试验方法，包括以下步骤：

步骤一，取出主动夹具4，顶压主动夹具4中的提拉杆件455，同时将岩石试件11从主动夹具4的首端插入至主动夹具4的内筒453中，直至岩石试件11与主动夹具4的内筒453中的橡胶皮垫4533完全贴合；

步骤二，取出从动夹具5，顶压从动夹具5中的提拉杆件455，同时将岩石试件11从从动夹具5的首端插入至从动夹具5的内筒453中，直至岩石试件11与从动夹具5的内筒453中的橡胶皮垫4533完全贴合；

步骤三，分别通过移动辅助装置6和固定辅助装置7同时夹持固定主动夹具4和从动夹具5的首端；

步骤四，取出试验平台，将移动辅助装置6通过滑块A61与滑槽9滑动连接，同时将固定辅助装置7通过滑块B71与滑槽9固定连接；

步骤五，取出受力套筒8，将受力套筒8套设在主动夹具4的尾端，并使固定在受力套筒8上的平键连接端81与单向滑槽10滑动连接；

步骤六，取出动力装置3，将压力动力源31固定在试验平台上，且试验平台上等距离设置有多个平台小孔12，通过紧固件与平台小孔12配合将压力动力源31固定在试验平台上，并通过调整紧固件与平台小孔12的位置对压力动力源31进行微调，并且将杠杆32的两端分别与压力动力源31和平键受力端82活动连接；

步骤七，选择杠杆32上的一个杠杆支点33作为受力杠杆支点，通过固定栓穿过受力杠杆支点，将受力杠杆支点固定在试验平台上，通过调整受力杠杆支点的位置调节动力臂与阻力臂的分配比；

步骤八，在主动夹具4上设置压力感受器1，且将压力感受器1设置在主动夹具4的夹具本体451上，并位于受力套筒8和主动夹具4的外筒452之间，同时在岩石试件11上贴设应变片2；

步骤九，将压力感受器1和应变片2连接单片机，并开启压力动力源31，压力动力源31通过杠杆32将压力转变为推动受力套筒8的拉力，受力套筒8驱动主动夹具4沿远离从动夹具5的方向移动，从而使夹持在主动夹具4中的岩石试件11一端受到一个远离从动夹具5方向的摩擦力，同时使夹持在从动夹具5中的岩石试件11的另一端受到一个远离主动夹具4方向的摩擦力，通过两个方向相反的摩擦力作用在岩石试件11两端，使岩石试件11的两端分别受到向外的拉动力，直至岩石试件11断裂，停止压力动力源31；

步骤十、压力感受器1和应变片2分别测量步骤九中在不同时刻推动受力套筒8的的拉力值和岩石试件11分别相对主动夹具4以及从动夹具5的摩擦位移之和，且单片机将在不同时刻接收的压力值和应变值进行编译，并通过单片机将编译好的程序存储到电脑主机，通过电脑呈现应力-应变曲线。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种岩石抗拉强度测试装置，包括压力传感器(1)和应变片(2)，其特征在于，还包括动力装置(3)、主动夹具(4)、从动夹具(5)、移动辅助装置(6)、固定辅助装置(7)、受力套筒(8)和试验平台，且所述试验平台上设置有滑槽(9)和单向滑槽(10)，所述移动辅助装置(6)夹持固定所述主动夹具(4)的首端，并与所述滑槽(9)滑动连接，同时所述固定辅助装置(7)夹持固定所述从动夹具(5)的首端，并与所述滑槽(9)固定连接，所述主动夹具(4)与所述从动夹具(5)分别夹持岩石试件(11)的两端，且所述主动夹具(4)与所述从动夹具(5)的首端相对设置，并且在所述主动夹具(4)上设置所述压力传感器(1)，在所述岩石试件上贴设所述应变片(2)，所述受力套筒(8)固定套设在所述主动夹具(4)的尾端，且所述受力套筒(8)两侧分别固设有平键连接端(81)和平键受力端(82)，所述平键连接端(81)与所述单向滑槽(10)滑动连接，所述平键受力端(82)与所述动力装置(3)活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种岩石抗拉强度测试装置，其特征在于，所述动力装置(3)包括压力动力源(31)以及杠杆(32)，所述压力动力源(31)固定在所述试验平台上，所述杠杆(32)一端与所述压力动力源(31)活动连接，另一端与所述平键受力端(82)活动连接，且端部与所述平键受力端(82)平行设置，并且所述杠杆(32)上设置有多个杠杆支点(33)。

3.根据权利要求1所述的一种岩石抗拉强度测试装置，其特征在于，所述主动夹具(4)和所述从动夹具(5)结构相同，均包括夹具本体(451)、外筒(452)、内筒(453)以及多个连杆(454)，其中，所述主动夹具的所述夹具本体(451)尾端固设有所述受力套筒(8)，所述外筒(452)的首端具有开口，尾端与所述夹具本体(451)首端一体连接，并且所述外筒两侧的连接部分别开设有限位孔(4521)，且所述外筒的内壁沿轴向设置有多个铰链B(4522)；

所述内筒两端均具有开口，且所述内筒由四个弧片体(4531)包围而成，相邻的所述弧片体(4531)之间形成轴向孔隙(4532)并相互独立，每个所述弧片体(4531)的内壁均设置有橡胶皮垫(4533)，外壁沿轴向设置有多个铰链A(4534)，所述连杆(454)两端分别与所述铰链A(4534)和所述铰链B(4522)对应铰接，且多个所述连杆(454)与所述内筒(453)形成“鱼骨状”。

4.根据权利要求3所述的一种岩石抗拉强度测试装置，其特征在于，所述主动夹具(4)和所述从动夹具(5)还均包括提拉杆件(455)和伸缩弹簧(456)，所述提拉杆件(455)和所述伸缩弹簧(456)均设置在所述内筒(453)尾端，且所述提拉杆件(455)水平设置在所述内筒(453)和所述外筒(452)之间，并且穿过所述限位孔(4521)置于所述外筒(452)之外，所述伸缩弹簧(456)垂直设置在所述内筒(453)的外壁和所述外筒(452)的内壁之间。

5.根据权利要求1所述的一种岩石抗拉强度测试装置，其特征在于，所述移动辅助装置(6)包括滑块A(61)、固设在所述滑块A(61)上的弧形凹槽块(62)，铰接在所述弧形凹槽块(62)两侧的弧形活瓣(63)，且所述弧形活瓣(63)的内壁贴设有防护垫(631)，顶端设置有螺栓孔(632)，通过固定螺栓与所述螺栓孔(632)的螺纹配合使所述弧形活瓣(63)环抱固定所述主动夹具(4)的首端。

6.根据权利要求1所述的一种岩石抗拉强度测试装置，其特征在于，所述固定辅助装置(7)包括滑块B(71)、固设在所述滑块B(71)上的半圆形卡槽(72)，通过固定连接件(73)将所述从动夹具(5)的首端固定在所述半圆形卡槽(72)中。

7.一种岩石抗拉强度测试的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，取出主动夹具(4)，顶压所述主动夹具(4)中的提拉杆件(455)，同时将岩石试件(11)从所述主动夹具(4)的首端插入至所述主动夹具(4)的内筒(453)中，直至所述岩石试件(11)与所述主动夹具(4)的所述内筒(453)中的橡胶皮垫(4533)完全贴合；

步骤二，取出从动夹具(5)，顶压所述从动夹具(5)中的提拉杆件(455)，同时将所述岩石试件(11)从所述从动夹具(5)的首端插入至所述从动夹具(5)的内筒(453)中，直至所述岩石试件(11)与所述从动夹具(5)的所述内筒(453)中的橡胶皮垫(4533)完全贴合；

步骤三，分别通过移动辅助装置(6)和固定辅助装置(7)同时夹持固定所述主动夹具(4)和所述从动夹具(5)的首端；

步骤四，取出试验平台，将所述移动辅助装置(6)通过滑块A(61)与滑槽(9)滑动连接，同时将所述固定辅助装置(7)通过滑块B(71)与所述滑槽(9)固定连接；

步骤五，取出受力套筒(8)，将所述受力套筒(8)套设在所述主动夹具(4)的尾端，并使固定在所述受力套筒(8)上的平键连接端(81)与单向滑槽(10)滑动连接；

步骤六，取出动力装置(3)，将压力动力源(31)固定在所述试验平台上，并且将杠杆(32)的两端分别与所述压力动力源(31)和所述平键受力端(82)活动连接；

步骤七，选择所述杠杆(32)上的一个杠杆支点(33)作为受力杠杆支点，通过固定栓穿过所述受力杠杆支点，将所述受力杠杆支点固定在所述试验平台上；

步骤八，在所述主动夹具(4)上设置压力感受器(1)，且将所述压力感受器(1)设置在所述主动夹具(4)的夹具本体(451)上，并位于所述受力套筒(8)和所述主动夹具(4)的外筒(452)之间，同时在所述岩石试件(11)上贴设应变片(2)；

步骤九，将所述压力感受器(1)和所述应变片(2)连接单片机，并开启所述压力动力源(31)，所述压力动力源(31)通过所述杠杆(32)将压力转变为推动所述受力套筒(8)的拉力，所述受力套筒(8)驱动所述主动夹具(4)沿远离所述从动夹具(5)的方向移动，从而使夹持在所述主动夹具(4)中的所述岩石试件(11)一端受到一个远离所述从动夹具(5)方向的摩擦力，同时使夹持在所述从动夹具(5)中的所述岩石试件(11)的另一端受到一个远离所述主动夹具(4)方向的摩擦力，通过两个方向相反的摩擦力作用在所述岩石试件(11)两端，使所述岩石试件(11)的两端分别受到向外的拉动力，直至所述岩石试件(11)断裂，停止所述压力动力源(31)；

步骤十、所述压力感受器(1)和所述应变片(2)分别测量步骤九中在不同时刻推动所述受力套筒(8)的的拉力值和所述岩石试件(11)分别相对所述主动夹具(4)以及所述从动夹具(5)的摩擦位移之和，且单片机将在不同时刻接收的压力值和应变值进行编译，并通过单片机将编译好的程序存储到电脑主机，通过电脑呈现应力-应变曲线。

8.根据权利要求7所述的一种岩石抗拉强度测试的试验方法，其特征在于，在所述步骤六中，所述试验平台上等距离设置有多个平台小孔(12)，通过紧固件与所述平台小孔(12)配合将所述压力动力源(31)固定在所述试验平台上，并通过调整所述紧固件与所述平台小孔(12)的位置对所述压力动力源(31)进行微调。

9.根据权利要求7所述的一种岩石抗拉强度测试的试验方法，其特征在于，在所述步骤七中，通过调整所述受力杠杆支点的位置调节动力臂与阻力臂的分配比。