CN207423639U - 用于岩石巴西劈裂试验的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于岩石巴西劈裂试验的装置，包括法向约束板、刚性连接杆和垫条，法向约束板由钢板I和钢板II组成，所述的钢板I和钢板II的横断面中部均为圆弧段，两端为矩形；钢板I和钢板II在距离上下弧段相同位置处的圆弧面中部沿纵向分别设有V型坡口II和V型坡口I；所述的V型坡口II和V型坡口I均与垫条相适配；钢板I和钢板II两端矩形部分的四个角均设计有螺栓孔，两钢板通过刚性连接杆与螺栓孔和螺母的配合进行连接，其中部形成与岩石巴西圆盘试样相适配的圆柱形空间，其外圆周上的V型坡口II和V型坡口I以该圆柱形空间的圆心线为中心轴对称布置，该装置能够使试样最终破裂面与加载面保持一致，提高岩石抗拉强度的测试精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种试验装置，具体是一种用于岩石巴西劈裂试验的装置，属于岩石力学与工程技术领域。
背景技术
在掘进和爆破巷道岩层过程中，巷道顶板和底板处的围岩往往处于拉伸应力状态而出现受拉失稳破坏，给后续巷道施工带来严重的安全隐患。因此，精准测试岩石的抗拉强度对于研究巷道围岩稳定性是非常必要的。
岩石的抗拉强度是一项重要的力学性质指标，其测试试验有直接拉伸试验和巴西劈裂试验。岩石直接拉伸试验将圆柱体试样两端黏结在特制的金属帽中，利用万能试验机夹住帽套施加拉伸荷载直至试样破坏，该试验要求岩石试样与金属帽间必须具有足够的黏结力，且拉力必须与试样中心轴线重合，试验难度大，成功率低，因此，直接拉伸试验很少为人们采用；巴西劈裂试验属于间接拉伸试验，通过对圆饼状试样(高径比为0.5)施加相对的径向线性荷载，使之沿直径方向破坏，该方法简便易行，现已成为国内外学者测定岩石抗拉强度的最常用方法。
岩石巴西劈裂试验的主要仪器设备有试验夹具、DNS100型电子万能试验机、垫条等，试验过程中借助垫条对试样施加相对的径向线性荷载，使试样沿两垫条决定的径向平面破坏，再通过岩石的间接抗拉强度计算公式σt＝2P/πDH得到试样的抗拉强度。目前，进行该试验的试验装置，其结构存在垫条放置位置难以控制的缺陷，造成试样形成未通过径向平面的破裂面，严重影响了测试的准确性。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种用于岩石巴西劈裂试验的装置，能够使试样最终破裂面与加载面保持一致，提高岩石抗拉强度的测试精度。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于岩石巴西劈裂试验的装置，包括法向约束板、刚性连接杆和垫条，法向约束板由钢板I和钢板II组成，所述的钢板I和钢板II的横断面中部均为圆弧段，两端为矩形；
钢板I和钢板II在距离上下弧段相同位置处的圆弧面中部沿纵向分别设有V型坡口II和V型坡口I；所述的V型坡口II和V型坡口I均与垫条相适配；
钢板I和钢板II两端矩形部分的四个角均设计有螺栓孔，两钢板通过刚性连接杆与螺栓孔和螺母的配合进行连接，其中部形成与岩石巴西圆盘试样相适配的圆柱形空间，其外圆周上的V型坡口II和V型坡口I以该圆柱形空间的圆心线为中心轴对称布置。
进一步地，所述钢板I和钢板II的两端矩形部分长度为100mm，宽度为50mm，厚度为10mm，圆弧段对应的圆心角为120°，半径为25mm。
进一步地，所述的V型坡口II和V型坡口I，坡口角度为10°，深度为10mm，长度为50mm；
进一步地，垫条的纵向长度为50mm，其横断面是腰长20mm的等腰三角形，两腰夹角为10°。
与现有技术相比，本装置通过设有V型坡口的法向约束板约束试样，试验进行时，当对垫条施加荷载，垫条在坡口内不会发生位移，始终将相对的径向线性荷载传递到圆盘试样的直径方向，使试样形成通过径向平面的破裂面，极大地提高了测试的准确性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2本实用新型的俯视图；
图3是本实用新型的试验示意图。
图中：1、钢板I，2、刚性连接杆，3、钢板II，4、V型坡口I，5、垫条，6、螺母，7、螺栓孔，8、V型坡口II，9、试验机上承压板，10、试验机下承压板，11、岩石巴西圆盘试样。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
如图1图2所示，一种用于岩石巴西劈裂试验的装置，包括法向约束板、刚性连接杆2和垫条5，法向约束板由钢板I 1和钢板II3组成，所述的钢板I 1和钢板II3的横断面中部均为圆弧段，两端为矩形；
钢板I 1和钢板II3在距离上下弧段相同位置处的圆弧面中部沿纵向分别设有V型坡口II8和V型坡口I4；所述的V型坡口II8和V型坡口I4均与垫条5相适配；
钢板I 1和钢板II3两端矩形部分的四个角均设计有螺栓孔7，两钢板通过刚性连接杆2与螺栓孔7和螺母6的配合进行连接，其中部形成与岩石巴西圆盘试样11相适配的圆柱形空间，其外圆周上的V型坡口II8和V型坡口I4以该圆柱形空间的圆心线为中心轴对称布置。
为达到试验的刚度要求，钢板I 1和钢板II3的两端矩形部分长度为100mm，宽度为50mm，厚度为10mm，圆弧段对应的圆心角为120°，半径为25mm。
与垫条5相适配，V型坡口II8和V型坡口I4，坡口角度为10°，深度为10mm，长度为50mm。
为达到试验的强度要求，垫条5的纵向长度为50mm，其横断面是腰长20mm的等腰三角形，两腰夹角为10°。
如图3所示,试验时，在法向约束板的圆柱形空间的中间位置处放置岩石巴西圆盘试样11，将刚性连接杆2穿过对应的螺栓孔7，两端用螺母6固定，使岩石巴西圆盘试样11与所述法向约束板圆柱形空间的内壁紧密接触；把垫条5放置在V型坡口II8和V型坡口I4内并与坡口内壁卡紧，DNS100型电子万能试验机的试验机上承压板9和试验机下承压板10分别向其同侧的垫条5施加相对的荷载，径向线性荷载通过垫条5传递到圆盘试样的直径方向，使试样形成通过径向平面的破裂面，极大地提高了测试的准确性。
Claims (4)
1.一种用于岩石巴西劈裂试验的装置，包括法向约束板、刚性连接杆(2)和垫条(5)，其特征在于，法向约束板由钢板I(1)和钢板II(3)组成，所述的钢板I(1)和钢板II(3)的横断面中部均为圆弧段，两端为矩形；
钢板I(1)和钢板II(3)在距离上下弧段相同位置处的圆弧面中部沿纵向分别设有V型坡口II(8)和V型坡口I(4)；所述的V型坡口II(8)和V型坡口I(4)均与垫条(5)相适配；
钢板I(1)和钢板II(3)两端矩形部分的四个角均设计有螺栓孔(7)，两钢板通过刚性连接杆(2)与螺栓孔(7)和螺母(6)的配合进行连接，其中部形成与岩石巴西圆盘试样(11)相适配的圆柱形空间，其外圆周上的V型坡口II(8)和V型坡口I(4)以该圆柱形空间的圆心线为中心轴对称布置。
2.根据权利要求1所述的用于岩石巴西劈裂试验的装置，其特征在于，所述钢板I(1)和钢板II(3)的两端矩形部分长度为100mm，宽度为50mm，厚度为10mm，圆弧段对应的圆心角为120°，半径为25mm。
3.根据权利要求1或2所述的用于岩石巴西劈裂试验的装置，其特征在于，V型坡口II(8)和V型坡口I(4)，坡口角度为10°，深度为10mm，长度为50mm。
4.根据权利要求3所述的用于岩石巴西劈裂试验的装置，其特征在于，垫条(5)的纵向长度为50mm，其横断面是腰长20mm的等腰三角形，两腰夹角为10°。
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