CN115266358A - 基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置及方法 - Google Patents

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CN115266358A CN202210971634.6A CN202210971634A CN115266358A CN 115266358 A CN115266358 A CN 115266358A CN 202210971634 A CN202210971634 A CN 202210971634A CN 115266358 A CN115266358 A CN 115266358A
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陈俊国
刘延平
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Abstract

本发明公开了一种基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置及方法，该试验装置包括上下夹持装置和上下固定装置；其中夹持装置包括一个夹具框架和左右两个夹持杆，两个夹持杆分别从夹具框架左右穿过对板状岩样进行夹持；所述的上下固定装置分别用于将上下夹持装置固定在试验机上下部，保证拉力的承载和传递。本发明采用板材试样进行试验测试，既便于拉伸试样的夹持，又能得到较为理想的实验数据，大大提高了装置的适用范围和兼容性，具有显著的积极效果。

Description

基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置及方法
技术领域
本发明涉及岩石拉伸力学参数试验测试技术领域，尤其是一种利用板材试样测试岩石(含类岩石)拉伸力学参数的试验装置及方法。
背景技术
岩体在单向拉伸时所能承受的最大拉应力，称为单轴抗拉强度，简称抗拉强度。在工程实践应用中，拉应力造成的破坏是工程材料领域及自然界岩体的主要破坏形式之一，而且岩石抗拉强度相对较低，抗压强度约为抗拉强度的10～30 倍。抗拉强度是岩体力学中一个重要的指标，抗拉强度在岩体强度准则的建立、强度包络线的确定以及选择建筑石材中都是非常重要的参数之一。因此，开展岩体的抗拉强度研究具有重要意义。
目前，在技术层面上对岩石抗拉强度的测定主要采用间接测定法和直接测定法两种方法。其中，间接测定法包括劈裂法，点荷载法等，这些方法主要是利用岩石的压缩间接反映其抗拉强度，但是对岩石的抗拉强度起决定性作用的是岩石本身性质方面的因素，诸如矿物成分、粒间连接、孔隙及裂隙等。抗压载荷与抗拉载荷的受力方式具有本质区别，采用间接测定法存在诸多弊端，会产生较大误差。因此，不少学者利用圆环或半圆环进行岩石拉伸力学参数的分析及测试。中国科学院武汉岩土力学研究所提供了一种测量拉伸条件下岩石弹性参数的巴西劈裂方法(ZL201110031198.6)，使用巴西劈裂法，利用经典弹性力学中的虎克定律进行分析并获得该岩样的弹性参数。青岛科技大学公开了一种改进的巴西劈裂试验夹具装置(CN202011155995.0)，该装置通过滚珠丝杠带动夹板移动实现对岩土试样的精确固定，同时把试验机施加的压力变为线载荷使岩土试样内部产生垂直于上、下载荷作用方向的拉应力，直至岩土试样因拉应力而破坏，从而测得岩土试样的抗拉强度。在岩石直接拉伸测量方面，兰州大学公开一种新型的岩石拉伸用的抹胶装置(CN202010764251.2)，能够更加均匀地对圆柱类岩石涂抹胶层，避免偏心加载的情况出现。贵州工程应用技术学院采用了一种新型直接快速测量岩石拉伸性能的方法(ZL201910420097.4)，该试验方法具有试验装置拆装方便，试验效率高的优点。中国科学院武汉岩土力学研究所提供了一种岩石拉伸变形模量与拉伸强度测试系统及方法(ZL202010864099.5)，该方法能够准确的获得岩石拉伸强度及拉伸弹性模量。北京科技大学公布了一种进行岩石直接拉伸强度及变形测量的系统及方法(CN201310697933.6)，该方法使用柔性连接机构连接试验加载设备的上夹具，下金属套帽通过柔性连接机构连接试验加载设备的下夹具，并对加载的圆柱岩石进行切口，解决了直接拉伸试验中岩石试样易产生弯曲或扭转应力的缺陷。
基于上述分析，直接拉伸的方法最为简单直接，但是由于试样加工难度、夹具使用过程中产生的应力集中和加载过程中出现偏心加载等原因，直接拉伸往往难以执行，因此，本发明基于圆柱形岩石试样不易夹持及试验过程复杂等原因入手，提出一种利用板材试样测试岩石拉伸力学参数的试验装置及方法。上述202010864099.5专利申请虽然可以利用长方体岩石测试岩石的拉伸力学参数，但是它需要事先在长方体试样上加工出圆形安装通孔，这就相当于人为给试样造成了缺陷，当拉伸时，岩石很容易在缺陷处断裂造成试验失败或者误差较大。
发明内容
为了克服现有基于圆柱形岩石直接拉伸试样不易夹持及试验过程复杂，以及间接拉伸测试试验误差大等原因入手，提供一种利用板材试样测试岩石(尤其是页岩等层状岩石)材料拉伸力学参数的试验装置及试验方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置，该试验装置包括夹持装置和固定装置；其特征在于，
所述的夹持装置由上、下夹具组成，上、下夹具对称设置，每套夹具均包括一个夹具框架和左右两个夹持杆，所述的夹持杆由防滑压头和顶推螺柱组成，所述的防滑压头包括一个四棱柱杆体，在四棱柱杆体的一端设有夹板，四棱柱杆体的另一端开设有开口槽，所述的顶推螺柱一端设有与开口槽配合的圆卡头，顶推螺柱与防滑压头通过圆卡头和开口槽连成一体形成夹持杆；在夹具框架上设有一个用于板状岩石试样伸入的门型槽，门型槽左右两端均设有螺纹孔，左右两个夹持杆分别安装在左右螺纹孔中，沿着螺纹孔内壁开设有四个水平三角槽，四个三角槽相当于形成一个方形孔便于四棱柱杆体通过，通过扭转顶推螺柱使其在螺纹孔内运动并带动防滑压头一起靠近或远离岩石试样；
所述的固定装置有上下两套，分别用于将上下夹持装置固定在试验机上下部，保证拉力的承载和传递。
进一步：为了防止顶推螺柱在扭转前进时带动防滑压头一起旋转，要求四棱柱杆体的宽度小于顶推螺柱的直径，四棱柱杆体横断面的斜长小于顶推螺柱的螺纹直径。注释：当四棱柱杆体横截面是正方形时，所述的四棱柱杆体的宽度指的是正方形的边长，当四棱柱杆体横截面是矩形时，所述的四棱柱杆体的宽度指的是矩形的长边。
进一步：上固定装置包括从上到下依次设置的上柱状基座、带有鱼眼球头的内螺纹杆、U型卡环(或者叫马蹄扣)和带有鱼眼球头的外螺纹杆；上柱状基座底端旋在内螺纹杆杆体的螺纹孔中以保证拉力的传递，U型卡环穿过内螺纹杆和外螺纹杆的鱼眼球头将二者连成一体，外螺纹杆的杆体旋在上夹具装置的夹具框架上；所述的下固定装置是一个下柱状基座，上、下柱状基座对称设置，下柱状基座的顶端固定在下夹具装置的夹具框架上；试验时，上、下柱状基座分别与单轴拉伸试验机的上下套筒连接，保证拉力的承载。
进一步的，为了防止岩石板材试样在拉伸时产生弯曲或扭转应力，所述的带有鱼眼球头的外螺纹杆体和内螺纹杆体均带有万向节。
进一步的，所述顶推螺柱后端开有内六角孔，通过六角扳手扭转完成顶推螺柱在夹持装置内的顶进。
进一步的，所述的顶推螺柱后端开设有垂直于轴线的孔，通过扭转插在孔内的推杆完成顶推螺柱在夹持装置内的顶进。
一种利用板材试样测试岩石拉伸力学参数的试验方法，利用上述试验装置，其试验步骤包括：
步骤一：组装试验装置
1.1：组装夹持装置，将顶推螺柱旋入螺纹孔中，让顶推螺柱的圆形卡头从螺纹孔另一端露出，然后将防滑压头的开口槽对准圆形卡头并将圆形卡头压入开口槽中，之后倒旋顶推螺柱，将防滑压头的四棱柱杆体拉入螺纹孔内并卡在螺纹孔的四个三角槽内，按照上述方法组装上下夹具；
1.2：组装固定装置，利用插销将柱状基座安装至试验机上部，并安装环形锁扣至柱状基座上，通过两插销锁将环形锁扣与环形连接器连接；
步骤二：将试验装置安装在单轴力学拉伸试验机上
将上固定装置顶端和底端分别与试验机顶部和上夹持装置固定连接，将下固定装置顶端和底端分别与下夹持装置和试验机底座固定连接；
步骤三：制作岩石板材试样
制作试样岩石板材试样(可采用岩石切片、水力切割、线切割等设备)，并将试样表面打磨平整直至厚度满足设计要求，试样的长度和宽度与夹持装置尺寸匹配；
进一步，建议岩石板材试样长度≥5倍的厚度，宽度≥2倍的厚度；例如当厚度取为10mm时，测试长度为50mm(不含夹持长度)，宽度为20mm。
步骤四：在岩石板材试样中间测试段上粘贴一圈胶带，防止胶层越界，然后在岩石板材试样两端涂抹一层胶层，涂抹完成后静置至胶层凝固；
步骤五：等待胶层完全凝固后，撕下胶带后把岩石边缘胶层部分打磨平整，在岩样中间部分沿轴向粘贴应变片，正反面各贴一片；
步骤六：保持岩石板材试样为竖直状态，将胶层下边缘部分对准夹具的防滑压头下缘，并利用夹持装置将岩样两端夹紧；
步骤七：启动单轴力学拉伸试验机的拉伸机构进行静力加载，记录加载过程中岩石板材试样的载荷、位移、应变等情况；
步骤八：实验数据处理和分析
根据加载过程中得到的载荷、位移、应变数据做出应力-应变曲线，由于岩石或类岩石脆性材料通常符合最大主应力(拉应力)断裂准则，且应力-应变曲线在裂纹产生之前保持线性关系，呈现明显的弹脆性断裂特征，根据这一特征，应力-应变曲线上弯折点对应的应力就是岩石板材试样的抗拉强度σt(MPa)，对应的应变为岩石板材试样的拉伸应变εt，根据抗拉强度与拉伸应变的比值作为岩石的拉伸弹性模量。
本发明的有益效果包括：
(1)本发明提供的岩石板材试样易于加工，通过在岩石板材试样夹持端涂抹胶层，表面胶层的缓冲作用有效减少了夹头夹持时所带来的应力集中现象，防止金属平板夹具夹碎岩石或对拉应力造成干扰。
(2)由于岩石材料通常为硬脆材料，脆性材料的断裂位置呈现随机性，更容易在夹持部位断裂，夹持力较大时，岩石板材试样容易断裂，夹持力较小时，岩石板材试样容易滑动。因此本发明在岩石板材试样夹持端内涂抹胶层，胶层应具有足够的粘结力和韧度。通过防滑压头对岩石板材试样的胶层进行平板夹持，胶层的韧性使得岩石板材试样免于较大应力集中而被夹坏，又能增强夹持端内岩石板材试样的强度，免于在夹持端内被拉坏。
(3)本发明提供的利用板材试样测试岩石拉伸力学参数的试验装置，通过万向机构传递拉力载荷，避免了加载过程中弯曲及扭转应力的产生，并且该试验装置具有结构精简、操作灵活、便于重复试验等优点。
(4)在进行岩石单轴拉伸强度参数测定时，大多采用圆柱形试样进行测试，这使本领域技术人员形成了固有思维，认为利用圆柱形试样测试岩石的拉伸参数是较好的方法。实际上，若所测试样为各向同性岩石，希望被测试样具有对称性最高的几何构型，避免由于试样形状的不均匀导致的应力集中效应，这时候采用圆柱形试样进行拉伸测试是比较好的选择，但圆柱形试样需要粘结在套筒中进行夹持，容易造成偏心加载，从而影响实验结果。若所测试样为各向异性岩石(比如页岩)，我们需要测出沿某一方向上的岩石的拉伸力学参数，相比于圆柱形试样，当板状结构的一个方向的几何尺寸明显小于另外两个方向时，使得这种结构在厚度方向的影响可忽略不计，近似为二维模型试样，在另外两个方向上形成平面应力状态，明显更适用于页岩等岩石的拉伸力学参数的测试。基于上述机理，本发明将板材的长度(被测试样上下夹持部位之间的距离)与厚度的比例限制为大于某个临界值时(例如≥5倍)，使得我们的拉伸测试装置同时适用于各向异性及各向同性岩石介质；另外采用板材试样进行试验测试，既便于拉伸试样的夹持，又能得到较为理想的实验数据，大大提高了装置的适用范围和兼容性，具有显著的积极效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为试样示意图；
图2为夹持装置示意图；
图3a为整体夹持杆装置简易图,图3b为夹持杆装置的俯视图；
图4为整体拉伸装置使用图；
图5为试验机及拉伸装置整体图；
图6为案例所实施的载荷-位移曲线图；
图7为案例所实施的应力-应变曲线图；
图8为夹具框架的立体剖面图。
图中：1-应变片；2-岩石板材试样；3-岩石外层涂胶；4-夹具框架；401- 螺纹孔；402-三角槽；5-六角扳手；6-防滑压头；601-四棱柱杆体；602-夹板 603-开口槽；7-顶推螺柱；701-顶推螺柱杆体；702-外螺纹；703-圆卡头；8- 上柱状基座；9-万向节球头鱼眼内螺纹杆；10-U型卡扣；11-万向节球头鱼眼外螺纹杆；100-夹持杆；200-夹持装置；300-岩石板材抹胶试样；400-整体拉伸装置；500-单轴力学拉伸试验机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参照图4-5，本发明基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置整体包括夹持装置200和固定装置，夹持装置200由上下对称设置的夹具组成，固定装置也包括上下两套，因下固定装置只需承载力，而上固定装置除了承载力还需要传递力，所以上下固定装置结构是有差异的。从图中看出，上固定装置包括从上往下依次设置的上柱状基座8、万向节球头鱼眼内螺纹杆9、U型卡扣10、万向节球头鱼眼外螺纹杆11；上柱状基座8包括座体和带有外螺纹的柱头，座体上设有插孔，实验时上柱状基座8的座体通过插销和插孔连接在单轴力学拉伸500顶部的连接套筒上，保证拉力的承载，上柱状基座8的柱头旋在万向节球头鱼眼内螺纹杆9的杆体内，能够保证拉力的传递；万向节球头鱼眼内螺纹杆9和万向节球头鱼眼外螺纹杆11的鱼眼球头利用U型卡扣10连接在一起，万向节球头鱼眼外螺纹杆11的杆体通过螺纹旋在上夹具的夹具框架4上。下固定装置也包括下柱状基座，其结构与上柱状基座8结构相同，只是二者对称设置，实验时，下柱状基座的座体通过插销和插孔连接在单轴力学拉伸500底部的连接套筒上，下柱状基座的柱头旋在下夹具的夹具框架4上。
需要说明的是，实施例中提及的单轴力学拉伸试验机是本领域常用的设备，本发明并没有改变试验机的整体结构，只是改变了岩石的拉伸和固定装置。另外提及的万向节球头鱼眼内螺纹杆9、U型卡扣10和万向节球头鱼眼外螺纹杆 11也是市售产品；其中的万向节球头鱼眼内螺纹杆9和万向节球头鱼眼外螺纹杆11通常是通过内外螺纹配套使用的，就是本领域常说的鱼眼球头轴承，本发明将鱼眼球头轴承拆开使用，利用马蹄扣将二者的鱼眼穿起来，然后二者的螺纹杆分别与柱状基座的柱头和夹具框架连接，这样相当于在柱状基座的柱头和夹具框架之间形成一个柔性连接，以防止岩石板材试样在拉伸时产生弯曲或扭转应力。
如图2所示，本发明夹持装置由上、下两部分组成，分别夹持板状岩样的上下部，为了描述方便，将上下两部分称为上下夹具，上下夹具结构相同，从图中看出，单套夹具均由夹具框架和左右两个夹持杆组成，左右两个夹持杆分别从夹具框架的左右端穿过。夹持杆具体结构见图3a和3b。
参照图3a和3b，所述的夹持杆由防滑压头6和顶推螺柱7组成，防滑压头 6其实是一个带有四棱柱杆体601的夹板602，四棱柱杆体601的另一端开设有开口槽603；所述的顶推螺柱7一端设有与开口槽603配合的圆卡头703，通过圆卡头703和开口槽603将顶推螺柱7与防滑压头6连成一体形成夹持杆，圆卡头703在开口槽603可以自由转动但是二者无法脱开。
参照图8和图2，所述的夹具框架中心设有门型槽401，便于左右夹持杆夹住岩石试样，门型槽401左右两端均设有螺纹孔402，左右两个夹持杆的四棱柱杆体601分别安装在左右螺纹孔402中，沿着螺纹孔内壁开设有四个水平三角槽403，四个三角槽403在纵断面上的连线形成一个方形孔便于四棱柱杆体601 通过，通过扭转顶推螺柱7在螺纹孔内转动带动四棱柱杆体601一起前进或后退。也就是说，顶推螺柱7在夹具框架4的螺纹孔内扭转前进时，由于方形孔的限制阻止了四棱柱杆体601扭转，同时由于开口槽和圆形卡头的配合，使得四棱柱杆体601可以随着顶推螺柱7一起左右移动，当然，实现这一功能的前提是四棱柱杆体601的宽度小于顶推螺柱7的直径，四棱柱杆体601横断面的斜长小于顶推螺柱7的螺纹直径。
为了便于对顶推螺柱7施加旋转的力，所述顶推螺柱7后端开有图2所示的内六角孔，过六角扳手扭转完成在顶推螺柱7夹持装置内的顶进。也可以在顶推螺柱7后端开设有图3b所示的垂直于轴线的孔，孔内插上推杆，通过扭转推杆完成顶推螺柱7在夹持装置内的顶进。
下面详细叙述本发明试验装置的使用方法。
S1：试件准备
首先将岩石板材试样2切割打磨成图1所示的矩形截面方体试样，由于岩石材料通常为硬脆材料，难以承受金属材质夹具的直接夹持。夹持力较大时，岩石板材试样2容易断裂，夹持力较小时，岩石板材试样2容易滑动。因此需要在夹持端均匀涂抹胶层3，胶层3应具有足够的粘结力和韧度。通过防滑压头 6对岩石板材试样2的胶层3进行平板夹持，胶层3的韧性使得岩石板材试样2 免于较大应力集中而被夹坏，又能增强夹持端内岩石板材试样2的强度，免于在夹持端内被拉坏。在岩石板材试样夹持端均匀涂抹胶层3时，需要先在中间测试段上粘贴一圈胶带，防止胶层越界，然后在岩石板材试样两端涂抹一层胶层，涂抹完成后静置至胶层凝固，等待胶层完全凝固后，撕下胶带后把岩石边缘胶层部分打磨平整。在岩样中间部分沿轴向粘贴应变片，正反面各贴一片；
S2：组装试验装置
首先将顶推螺柱7旋入螺纹孔402中，让顶推螺柱7的圆形卡头703从螺纹孔402另一端露出，然后将防滑压头6的开口槽603和顶推螺柱7的圆形卡头703上下对准扣入即可，之后倒旋顶推螺柱7，将防滑压头6的四棱柱杆体 601拉入螺纹孔402内并卡在螺纹孔402的四个三角槽403内，按照上述方法组装上下夹具；然后将上下夹具分别固定在上下固定装置上；
S3：将试验装置安装在单轴力学拉伸试验机上
将上固定装置顶端和底端分别与试验机顶部和上夹持装置固定连接，将下固定装置顶端和底端分别与下夹持装置和试验机底座固定连接；
S4：保持岩石板材抹胶试样300为竖直状态，使胶层3下边缘与防滑压头6 边缘对齐。胶层3与防滑压头6边缘对准后，使用六角扳手5将顶推螺柱7旋进。顶推螺柱7前方圆卡头703继而顶进防滑压头6后方的开口槽602，从而实现夹持装置200对岩石板材抹胶试样300的夹紧；
S5：利用试验机500进行缓慢加载，采用准静态加载的方式防止加载过快时出现测量试验数据不准确的情况。加载过程中记录试验机500输出的拉力、位移及应变片1输出的应变情况；
S6：实验数据处理和分析
依据试验所得数据对岩石的抗拉强度进行分析计算。如图6所示为案例所实施的岩石板材试样的拉伸载荷-位移曲线图，如图7所示为案例所实施的岩石板材试样的拉伸应力-应变曲线图。案例中所涉及的岩样为页岩，试件的尺寸为 100×20×10mm(长×宽×厚，其中试样上下拉伸夹持长度各为25mm)。
假设岩石或类岩石脆性材料符合最大主应力(拉应力)断裂准则，且应力- 应变曲线在裂纹产生之前保持线性关系，呈现明显的弹脆性断裂特征，则可计算出其抗拉强度σt(MPa)为：
Figure RE-GDA0003799234570000101
式中，Fmax为试验获得的最大拉力，A为试样的横截面积；
结合图7所示，求得所试验岩石板材试样的抗拉强度为4.74MPa；
S7：依据试验所得数据对岩石的弹性模量进行分析计算，如图7所示，岩石的模量为应力-应变曲线的斜率，采用极限应力50％处曲线的斜率作为材料的弹性模量，可计算岩石的拉伸弹性模量E(GPa)为：
Figure RE-GDA0003799234570000102
式中，σt为试验获得的某点的拉伸应力，εt为试验获得的某点的拉伸应变，
结合图7所示，求得所试验岩石板材试样的拉伸弹性模量为10.0GPa。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置，它包括夹持装置和固定装置，其特征在于，
所述的夹持装置由上、下夹具组成，上、下夹具对称设置，每套夹具均包括一个夹具框架和左右两个夹持杆，所述的夹持杆由防滑压头和顶推螺柱组成，所述的防滑压头包括一个四棱柱杆体，在四棱柱杆体的一端设有夹板，四棱柱杆体的另一端开设有开口槽，所述的顶推螺柱一端设有与开口槽配合的圆卡头，顶推螺柱与防滑压头通过圆卡头和开口槽连成一体形成夹持杆；在夹具框架上设有一个用于板状岩石试样伸入的门型槽，门型槽左右两端均设有螺纹孔，左右两个夹持杆分别安装在左右螺纹孔中，沿着螺纹孔内壁开设有四个水平三角槽，四个三角槽相当于形成一个方形孔便于四棱柱杆体通过，通过扭转顶推螺柱使其在螺纹孔内运动并带动防滑压头一起靠近或远离岩石试样；
所述的固定装置有上下两套，分别用于将上下夹持装置固定在试验机上下部，保证拉力的承载和传递。
2.如权利要求1所述的基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置，其特征在于，所述的四棱柱杆体的宽度小于顶推螺柱的直径，四棱柱杆体横断面的斜长小于顶推螺柱的螺纹直径。
3.如权利要求1所述的基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置，其特征在于，所述的上固定装置包括从上到下依次设置的上柱状基座、带有鱼眼球头的内螺纹杆、U型卡环和带有鱼眼球头的外螺纹杆；上柱状基座底端旋在内螺纹杆杆体的螺纹孔中以保证拉力的传递，U型卡环穿过内螺纹杆体和外螺纹杆体的鱼眼球头将二者连成一体，外螺纹杆的杆体旋在上夹具装置的夹具框架上；所述的下固定装置是一个下柱状基座，上、下柱状基座对称设置，下柱状基座的顶端固定在下夹具装置的夹具框架上；试验时，上、下柱状基座分别与单轴拉伸试验机的上下套筒连接，保证拉力的承载。
4.如权利要求3所述的基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置，其特征在于，所述的带有鱼眼球头的外螺纹杆体和内螺纹杆体均带有万向节。
5.如权利要求1所述的基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置，其特征在于，所述顶推螺柱后端开有内六角孔，通过六角扳手扭转完成顶推螺柱在夹持装置内的顶进；或者在顶推螺柱后端开设有垂直于轴线的孔，通过扭转插在孔内的推杆完成顶推螺柱在夹持装置内的顶进。
6.一种如权利要求1-5任一所述的基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置的试验方法，其特征在于，试验步骤包括：
步骤一：组装试验装置
1.1：组装夹持装置，将顶推螺柱旋入螺纹孔中，让顶推螺柱的圆形卡头从螺纹孔另一端露出，然后将防滑压头的开口槽对准圆形卡头并将圆形卡头压入开口槽中，之后倒旋顶推螺柱，将防滑压头的四棱柱杆体拉入螺纹孔内并卡在螺纹孔的四个三角槽内，按照上述方法组装上下夹具；
1.2：组装固定装置，利用插销将柱状基座安装至试验机上部，并安装环形锁扣至柱状基座上，通过两插销锁将环形锁扣与环形连接器连接；
步骤二：将试验装置安装在单轴力学拉伸试验机上
将上固定装置顶端和底端分别与试验机顶部和上夹持装置固定连接，将下固定装置顶端和底端分别与下夹持装置和试验机底座固定连接；
步骤三：制作岩石板材试样
制作岩石板材试样，并将试样表面打磨平整直至厚度满足设计要求，试样的长度和宽度与夹持装置尺寸匹配；
步骤四：在岩石板材试样中间测试段上粘贴一圈胶带，防止胶层越界，然后在岩石板材试样两端涂抹一层胶层，涂抹完成后静置至胶层凝固；
步骤五：等待胶层完全凝固后，撕下胶带后把岩石边缘胶层部分打磨平整，在岩样中间部分沿轴向粘贴应变片，正反面各贴一片；
步骤六：保持岩石板材试样为竖直状态，将胶层下边缘部分对准夹具的防滑压头下缘，并利用夹持装置将岩样两端夹紧；
步骤七：启动单轴力学拉伸试验机的拉伸机构进行静力加载，记录加载过程中岩石板材试样的载荷、位移和应变；
步骤八：实验数据处理和分析
根据加载过程中得到的载荷、位移、应变数据做出应力-应变曲线，在应力-应变曲线上弯折点对应的应力作为其抗拉强度σt，对应的应变作为其拉伸应变εt，根据抗拉强度与拉伸应变的比值作为岩石的拉伸弹性模量。
7.如权利要求6所述的基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置的试验方法，其特征在于，所述的岩石板材试样板状试验长度≥5倍的厚度，宽度≥2倍的厚度。
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