CN110646279B - 一种巴西劈裂试验夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种巴西劈裂试验夹具，包括一个框架，在所述的框架内水平设有一个承压板，承压板顶部与一个竖向设置的加压柱相连，加压柱穿过框架顶部；承压板底部与框架底部之间连接有弹簧，在承压板底部设有上三棱柱垫条，在框架底部与承压板底部相对的面上设有下三棱柱垫条；所述的上三棱柱垫条和下三棱柱垫条之间用于放置岩石试件。
Description
技术领域
本发明涉及一种巴西劈裂试验夹具，主要应用于室内岩石力学试验中测定岩石的抗拉强度。
背景技术
在工程实践中，一般不允许拉应力出现，但受拉破坏仍然是工程岩体及自然岩体的主要破坏形式之一，而且岩石抵抗拉应力能力较弱，因此岩石抗拉强度是一个重要的岩石力学指标，是岩石物理力学性质之一。
岩石的抗拉强度一般通过室内试验测定，其方法包括直接拉伸法和间接拉伸法两种。由于直接拉伸法中对岩石试件和加载要求都比较高，在室内测定岩石的抗拉强度试验中很少采用。在间接法中，又有巴西劈裂法、抗弯法及点荷载法等，其中由于巴西劈裂法试件加工方便，实验步骤简单，是目前最常用的抗拉强度的实验方法。
巴西劈裂实验的基本原理是用一个实心圆柱试件，使它承受径向压缩线荷载至破坏，间接求出岩石的抗拉强度。劈裂试验使用圆柱体试件，横置于压力机的承压板上，且在试件上下承压面上各放一根垫条，以一定加荷速率加载，直至试件破坏。根据理论解分析条件，试验时所施加的线荷载必须通过试件圆心，与加载两点连成一条直线，并要求在破坏时其破裂面亦通过加载点连接的直径。否则，试验结果将带来较大误差。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种在室内测定岩石抗拉强度试验中新型巴西劈裂试验夹具，本新型夹具可以解决在放置岩石试件时上承压面压力作用导致的试件放置困难及试件偏移问题，有效解决了现有技术的不足，操作困难，以及对实验结果造成偏差的问题。
本发明解决的技术方案是：
一种巴西劈裂试验夹具，包括一个框架，在所述的框架内水平设有一个承压板，所述承压板顶部与一个竖向设置的加压柱相连，所述的加压柱穿过框架顶部；所述的承压板底部与框架底部之间连接有弹簧，在承压板底部设有上三棱柱垫条，在框架底部与承压板底部相对的面上设有下三棱柱垫条；所述的上三棱柱垫条和下三棱柱垫条之间用于放置岩石试件。
作为进一步的技术方案，所述的框架为矩形框架，包括顶板、底板、左侧板和右侧板；左侧板和右侧板相互平行，与顶部、底板相连。
作为进一步的技术方案，在左侧板和右侧板的内侧设有导轨，承压板沿着所述的导轨在加压柱的作用下上下移动。
作为进一步的技术方案，所述的弹簧相对于承压板的中心线对称设置。
作为进一步的技术方案，所述的上三棱柱垫条和下三棱柱垫条上下对应。
作为进一步的技术方案，所述的加压柱与承压板的中心位置相连。
作为进一步的技术方案，所述的巴西劈裂试验夹具还包括一个试件固定装置，所述的试件放置在试件固定装置内，在试件固定装置的顶部和底部设有与上三棱柱垫条和下三棱柱垫条外型一致的三棱豁口；在放置试件时使试件始终保持在上下垫条的中心，从而保证线荷载通过试件圆心。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种巴西劈裂试验夹具，与现有技术相比，在巴西劈裂法测定岩石抗拉强度，放置试件时，本装置利用弹簧的弹性变形，从而达到对承压板的位移约束的目的，为放置岩石试件预留空间，利用试件固定装置解决了单手放置试件而导致的试件偏移，以及实验数据偏差的问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的立面图；
图2为本发明加载的示意图；
图3、图4为本发明放置装置工作示意图；
图5为本发明放置装置的细节详图；
图中：1.框架、2.加压柱、3.承压板、4.上三棱柱垫条、5.弹簧、6.岩石试件、7.下三棱柱垫条、8.试件固定装置。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种巴西劈裂试验夹具。
为了方便叙述，本发明中如果出现“顶”、“底”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的顶、底、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1、图2所示，本发明公开的一种巴西劈裂试验夹具，包括一个框架1，在所述的框架1内水平设有一个承压板3，所述承压板3顶部与一个竖向设置的加压柱2相连，所述的加压柱2穿过框架1顶部；所述的承压板3底部与框架1底部之间连接有弹簧5，在承压板3底部设有上三棱柱垫条4，在框架底部与承压板底部相对的面上设有下三棱柱垫条7；所述的上三棱柱垫条47和下三棱柱垫条7之间用于放置岩石试件。
上述加压柱2穿插在加压构件外框1内，加压柱2与承压板3相连，上三棱柱垫条4分别与承压板3相连，岩石试件6的两侧弹簧5与加压构件外框1的底部相连。
具体的，如图1所示，所述的框架为矩形框架，包括顶板、底板、左侧板和右侧板；左侧板和右侧板相互平行，与顶部、底板相连。
进一步的，为了保证承压板在上下运动过程中，不发生偏移；在左侧板和右侧板的内侧设有导轨，承压板沿着所述的导轨在加压柱的作用下上下移动。
在本实施例中，所述的弹簧设置了两个，两个弹簧相对于承压板的中心线对称设置；不难理解的，弹簧还可以设置4个、或者6个等，具体的根据承压板的大小进行设置即可。
进一步的，所述的上三棱柱垫条和下三棱柱垫条上、下对应；所述的上三棱柱垫条焊接在承压板底部，下三棱柱垫条焊接在框架底部的上表面。
进一步的，所述的加压柱与承压板的中心位置相连，以保持承压板的平衡。
进一步的，所述的巴西劈裂试验夹具还包括一个试件固定装置，试件放置在试件固定装置内，在试件固定装置的顶部和底部设有与上三棱柱垫条和下三棱柱垫条外型一致的三棱豁口；在放置试件时使试件始终保持在上下垫条的中心，从而保证线荷载通过试件圆心；
具体的，如图5所示，试件固定装置包括两部分，扣合在试件外表面，扣合后，上部形成三棱豁口，下部也形成了三棱豁口。
如图3、图4所示，当放置试件时，加压柱2带动承压板3、上三棱柱垫条4上移，两侧的弹簧5拉伸支撑承压板3，将岩石试件6放置于试件固定装置8内，保持岩石试件6位于中心，试件固定装置8沿下三棱柱垫条7放入加压构件外框1内。
如图4所示，加压柱2带动承压板3、上三棱柱垫条4下移，两侧的弹簧5压缩，上三棱柱垫条4与下三棱柱垫条7与岩石试件6刚好接触，试件固定装置8沿下三棱柱垫条7移出加压构件外框1内。
上述方案中加压构件外框1、加压柱2、承压板3、上三棱柱垫条4、下三棱柱垫条7均采用相同的钢材制成。
本实施例提出的巴西劈裂试验夹具，与现有技术相比，在巴西劈裂法测定岩石抗拉强度，放置试件时，本装置利用弹簧的弹性变形，从而达到对承压板的位移约束的目的，为放置岩石试件预留空间，利用试件固定装置解决了单手放置试件而导致的试件偏移，以及实验数据偏差的问题。
当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种巴西劈裂试验夹具，其特征在于，包括一个框架，在所述的框架内水平设有一个承压板，所述承压板顶部与一个竖向设置的加压柱相连，所述的加压柱穿过框架顶部；所述的承压板底部与框架底部之间连接有弹簧，所述的弹簧相对于承压板的中心线对称设置；在承压板底部设有上三棱柱垫条，在框架底部与承压板底部相对的面上设有下三棱柱垫条；所述的上三棱柱垫条和下三棱柱垫条之间用于放置岩石试件；所述的巴西劈裂试验夹具还包括一个试件固定装置，所述的试件放置在试件固定装置内，在试件固定装置的顶部和底部设有与上三棱柱垫条和下三棱柱垫条外型一致的三棱豁口，所述的试件固定装置包括两部分，扣合在试件外表面，扣合后，上部形成三棱豁口，下部也形成了三棱豁口,所述的上三棱柱垫条和下三棱柱垫条上下对应；当放置试件时，所述的加压柱带动承压板、上三棱柱垫条上移，两侧的弹簧拉伸支撑承压板，将岩石试件放置于试件固定装置内，保持岩石试件位于中心，试件固定装置沿下三棱柱垫条放入加压构件外框内，加压柱带动承压板、上三棱柱垫条下移，两侧的弹簧压缩，上三棱柱垫条与下三棱柱垫条与岩石试件刚好接触，试件固定装置沿下三棱柱垫条移出加压构件外框内。
2.如权利要求1所述的一种巴西劈裂试验夹具，其特征在于，所述的框架为矩形框架，包括顶板、底板、左侧板和右侧板；左侧板和右侧板相互平行，与顶部、底板相连。
3.如权利要求2所述的一种巴西劈裂试验夹具，其特征在于，在左侧板和右侧板的内侧设有导轨，承压板沿着所述的导轨在加压柱的作用下上下移动。
4.如权利要求1所述的一种巴西劈裂试验夹具，其特征在于，所述的加压柱与承压板的中心位置相连。
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