CN207662729U - 一种岩土抗拉试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种岩土抗拉试验装置，包括底座，在底座两侧设有支撑柱，在支撑柱顶部设有横梁，在底座中部设有用于放置待测岩石的测试支撑板；在测试支撑板两侧对称设有夹紧拉伸机构，夹紧拉伸机构包括第一气缸支座、拉伸气缸、拉力传感器、夹紧板、夹紧块和钢丝绳；在测试支撑板后侧设有岩土打磨机构，岩土打磨机构包括第二气缸支座、推进气缸、推进臂和打磨圆盘。通过将岩土打磨机构与夹紧拉伸机构结合到一起，夹紧拉伸机构除用作抗拉实验外，在打磨岩土样品时起到加紧固定待测岩土的作用，打磨岩土样品的方式简单快捷，只需要将打磨好的待测岩土套上钢丝套圈并固定即可进行抗拉实验，这种抗拉实验为直接拉伸试验，测量结果更准确迅速。

Description

一种岩土抗拉试验装置

技术领域

本实用新型涉及岩土工程实验设备领域，具体涉及一种岩土抗拉试验装置。

背景技术

岩土工程专业是土木工程的分支，是运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题的科学。按照工程建设阶段划分，工作内容可以分为：岩土工程勘察、岩土工程设计、岩土工程治理、岩土工程监测、岩土工程检测。

随着我国经济的繁荣与发展，各种建筑工程如雨后春笋般拔地而起，座座水库波光粼粼，栋栋高楼鳞次栉比。在各种土建工程中，岩土工程占有十分重要的地位。岩土工程是以土力学、岩体力学及工程地质学为理论基础，运用各种勘探测试技术对岩土体进行综合整治改造和利用而进行的系统性工作。

岩土的抗拉强度对于岩土工程的设计建造具有重要的指导意义，随着人们对岩土的抗拉强度的重视，岩土的抗拉强度实验装置逐渐产生。

现有技术中，岩土的抗拉试验测试主要还是通过直接拉伸试验和间接拉伸试验测定岩土的抗拉强度，但是现实中一般采用间接拉伸试验，而很少采用直接拉伸试验，主要原因在于缺少合适试验装置。

目前，少量的直接拉伸试验主要依靠粘合剂将岩土粘合到测试设备的两个拉伸端，然后直接拉拽，但是这样有一定的缺点，首先粘合剂与岩土完全牢固需要一定的时间，而且在拉伸过程中粘合的位很可能脱落，进而造成测试失败。

实用新型内容

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了一种岩土抗拉试验装置，通过对岩土进行打磨切割可以快速准确地检测岩土的抗拉性能。

本实用新型提出的一种岩土抗拉试验装置，包括底座，在底座两侧设有支撑柱，在支撑柱顶部设有横梁，在底座中部设有用于放置待测岩石的测试支撑板；

在测试支撑板两侧对称设有夹紧拉伸机构，夹紧拉伸机构包括第一气缸支座、拉伸气缸、拉力传感器、夹紧板、夹紧块和钢丝绳，第一气缸支座固定在底座上，拉伸气缸安装在支撑柱上，拉伸气缸的气缸推杆贯穿第一气缸支座并通过拉力传感器与夹紧板连接，夹紧块设在夹紧板前端，夹紧块的夹紧面为向内凹陷的弧面或球面，钢丝绳两端固定在夹紧板的夹紧面形成用于套住待测岩石的钢丝套圈；

在测试支撑板后侧设有岩土打磨机构，岩土打磨机构包括第二气缸支座、推进气缸、推进臂和打磨圆盘，第二气缸支座固定在底座上，推进气缸安装在第二气支座上，推进气缸的气缸推杆与推进臂连接，推进臂贯穿第二气缸支座，推进臂前端内部设有电钻电机，打磨圆盘安装在电钻电机前端；

在测试支撑板上方设有岩土挤压机构，岩土挤压机构包括挤压气缸、压力传感器和挤压板，挤压气缸安装在横梁上，挤压气缸的挤压推杆通过压力传感器与挤压板连接。

优选地，在钢丝绳上设有套环，在套环至少一端设有顶紧螺栓。

优选地，夹紧拉伸机构包括第一导杆，第一导杆一端固定在夹紧板上，另一端贯穿第一气缸支座进行导向。

优选地，岩土挤压机构还包括第二导杆，第二导杆一端固定在挤压板上，另一端贯穿横梁进行导向。

优选地，打磨圆盘外沿向内延伸设有多条弧形槽口。

优选地，在底座前侧设有内部带电路板的显示屏、键盘和操控按钮。

优选地，拉力传感器通过导线与电路板连接，压力传感器通过导线与电路板连接。

优选地，电钻电机通过导线与电路板连接。

优选地，拉伸气缸、推进气缸、挤压气缸的进出气控制阀通过导线与电路板连接。

本实用新型中，巧妙地将岩土打磨机构与夹紧拉伸机构结合到一起，夹紧拉伸机构除用作抗拉实验外，在打磨岩土样品时起到加紧固定待测岩土的作用，打磨岩土样品的方式简单快捷，只需要将打磨好的待测岩土套上钢丝套圈并固定即可进行抗拉实验，这种抗拉实验为直接拉伸试验，测量结果更准确迅速。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种岩土抗拉试验装置的结构示意图。

图2为图1中夹紧拉伸机构的结构示意图。

图3为图1中岩土打磨机构的结构示意图。

图4为打磨状态示意图。

图5为拉伸状态示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，图1为本实用新型提出的一种岩土抗拉试验装置的结构示意图，图2为图1中夹紧拉伸机构的结构示意图，图3为图1中岩土打磨机构的结构示意图。

参照图1-3，本实用新型提出的一种岩土抗拉试验装置，包括底座1，在底座1两侧设有支撑柱2，在支撑柱2顶部设有横梁3，在底座1中间位置设有用于放置待测岩石的测试支撑板7。

在测试支撑板7两侧对称设有用于对待测岩石进行加紧和拉伸的夹紧拉伸机构8，夹紧拉伸机构8包括第一气缸支座801、拉伸气缸802、拉力传感器803、夹紧板804、夹紧块805、第一导杆806和钢丝绳807。

第一气缸支座801固定在底座1上，拉伸气缸802水平固定安装在支撑柱2 上，拉伸气缸802与支撑柱2的连接位置的上下两侧焊接有三角连接板13，三角连接板13能够使得拉伸气缸802固定得更加牢固，拉伸气缸802的气缸推杆贯穿第一气缸支座801并通过拉力传感器803与夹紧板804连接，即拉力传感器803的两侧活动端分别与伸拉气缸802和夹紧板804固定连接，第一导杆806 一端固定在夹紧板804上，另一端贯穿第一气缸支座801进行导向。

夹紧块805设在夹紧板804前端，夹紧块805的夹紧面为向内凹陷的弧面或球面，在夹紧待测岩土时岩土置于夹紧面内可防止岩土从夹紧块805中滑出。

钢丝绳807两端固定在夹紧板804的夹紧面形成用于套住待测岩石的钢丝套圈，在钢丝绳807的上下两部分别设有套环808，在套环808的两端分别设有顶紧螺栓809，通过拧顶紧螺栓809可以更加牢固第夹紧待测岩石。钢丝绳807 的长度及粗细可以根据实际需要选择，比如较大较结实的待测岩土可使用较粗较长的钢丝绳807。

在测试支撑板7后侧设有岩土打磨机构9，岩土打磨机构9包括第二气缸支座901、推进气缸902、推进臂903和打磨圆盘904。

第二气缸支座901固定在底座1上，推进气缸902安装在第二气缸支座901上，推进气缸902的气缸推杆与推进臂903后端连接，推进臂903贯穿第二气缸支座901，推进臂903前端内部设有电钻电机，打磨圆盘904安装在电钻电机前端。在打磨圆盘904外沿向内延伸设有多条弧形槽口，在打磨待测岩石时，弧形槽口边缘的直角边刃可以起到切割作用，从而使得待测岩土更容易打磨。

在测试支撑板7上方设有岩土挤压机构，岩土挤压机构包括挤压气缸10、压力传感器11、挤压板12、第二导杆。挤压气缸10竖直安装在横梁3上，挤压气缸10的挤压推杆通过压力传感器11与挤压板12连接。第二导杆一端固定在挤压板12上，另一端贯穿横梁进行导向。

在底座1前侧设有内部带电路板的显示屏4、键盘5和操控按钮6，显示屏 4与电路板连接，键盘5和操控按钮6与电路板连接。拉力传感器803通过导线与电路板连接用于将拉力传感器803检测到的拉力数值实时传输到电路板的处理器内并显示到显示屏4，压力传感器11通过导线与电路板连接用于将压力传感器11检测到的压力数值实时传输到电路板的处理器并显示到显示屏4上。电钻电机通过导线与电路板连接。拉伸气缸802、推进气缸902、挤压气缸10的进出气控制阀通过导线与电路板连接，通过控制操控按钮6即可完成对伸拉气缸802、推进气缸902、挤压气缸10以及电钻电机的控制。

如图4-5所示，图4为本实用新型的岩石抗拉试验装置的打磨状态示意图，图5为本实用新型的岩石抗拉试验装置的拉伸状态示意图。

本实用新型的岩石抗拉试验装置的工作过程包括如下步骤：

步骤S1，将待测岩土放在测试支撑板7上，将两侧的钢丝绳807向两边弯折，控制拉伸气缸802动作将两个夹紧块805夹紧待测岩土，夹牢即可，防止用力过多夹碎岩土样品；

步骤S2，参见图4，在打磨工作状态下，通过控制电钻电机启动带动打磨圆盘904高速转动，推进气缸902推进打磨圆盘904向前移动，高速转动的打磨圆盘904向前运动完成对夹紧板804之间待测岩土的打磨作业，在待测岩土上表面打磨出一条半圆形的长槽，然后再将待测岩土翻过来在另一侧同样打磨出一条半圆形的长槽，这样岩土样品中间部位便会形成窄于两端的槽体，便于将钢丝套圈套住待测岩土；

步骤S3，参见图5，在拉伸工作状态下，将两侧的钢丝套圈分别套在待测岩土中间部位的槽体上并收紧套环808，将套环808紧靠在待测岩土上，拧紧顶紧螺栓809使钢丝套圈紧紧夹在一起，将待测岩石牢固固定；控制两侧的拉伸气缸802同时收缩，向外拉动夹紧块805，即可同时向外拉拽钢丝套圈，实现对待测岩土的拉拽，待测岩土瞬间断裂时拉力突然消失，拉力突然消失前记录的最大拉力即为岩土这一部位断裂时的抗拉力。

在实际应用过程中，拉力传感器803还可以测量压力，即采用拉力压力传感器，那么夹紧块805挤压待测岩土瞬间破裂时的压力即为待测岩土的横向抗压力，竖直方向的抗压力则可以通过挤压板12挤压并通过压力传感器11测出。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种岩土抗拉试验装置，其特征在于，包括底座(1)，在底座(1)两侧设有支撑柱(2)，在支撑柱(2)顶部设有横梁(3)，在底座(1)中部设有用于放置待测岩石的测试支撑板(7)；

在测试支撑板(7)两侧对称设有夹紧拉伸机构(8)，夹紧拉伸机构(8)包括第一气缸支座(801)、拉伸气缸(802)、拉力传感器(803)、夹紧板(804)、夹紧块(805)和钢丝绳(807)，第一气缸支座(801)固定在底座(1)上，拉伸气缸(802)安装在支撑柱(2)上，拉伸气缸(802)的气缸推杆贯穿第一气缸支座(801)并通过拉力传感器(803)与夹紧板(804)连接，夹紧块(805)设在夹紧板(804)前端，夹紧块(805)的夹紧面为向内凹陷的弧面或球面，钢丝绳(807)两端固定在夹紧板(804)的夹紧面形成用于套住待测岩石的钢丝套圈；

在测试支撑板(7)后侧设有岩土打磨机构(9)，岩土打磨机构(9)包括第二气缸支座(901)、推进气缸(902)、推进臂(903)和打磨圆盘(904)，第二气缸支座(901)固定在底座(1)上，推进气缸(902)安装在第二气缸支座(901)上，推进气缸(902)的气缸推杆与推进臂(903)连接，推进臂(903)贯穿第二气缸支座(901)，推进臂(903)前端内部设有电钻电机，打磨圆盘(904)安装在电钻电机前端。

2.根据权利要求1所述的岩土抗拉试验装置，其特征在于，在测试支撑板(7)上方设有岩土挤压机构，岩土挤压机构包括挤压气缸(10)、压力传感器(11)和挤压板(12)，挤压气缸(10)安装在横梁(3)上，挤压气缸(10)的挤压推杆通过压力传感器(11)与挤压板(12)连接。

3.根据权利要求1所述的岩土抗拉试验装置，其特征在于，在钢丝绳(807)上设有套环(808)，在套环(808)至少一端设有顶紧螺栓(809)。

4.根据权利要求1所述的岩土抗拉试验装置，其特征在于，夹紧拉伸机构(8)包括第一导杆(806)，第一导杆(806)一端固定在夹紧板(804)上，另一端贯穿第一气缸支座(801)进行导向。

5.根据权利要求2所述的岩土抗拉试验装置，其特征在于，岩土挤压机构还包括第二导杆，第二导杆一端固定在挤压板(12)上，另一端贯穿横梁进行导向。

6.根据权利要求1所述的岩土抗拉试验装置，其特征在于，打磨圆盘(904)外沿向内延伸设有多条弧形槽口。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的岩土抗拉试验装置，其特征在于，在底座(1)前侧设有内部带电路板的显示屏(4)、键盘(5)和操控按钮(6)。

8.根据权利要求7所述的岩土抗拉试验装置，其特征在于，拉力传感器(803)通过导线与电路板连接，压力传感器(11)通过导线与电路板连接。

9.根据权利要求7所述的岩土抗拉试验装置，其特征在于，电钻电机通过导线与电路板连接。

10.根据权利要求7所述的岩土抗拉试验装置，其特征在于，拉伸气缸(802)、推进气缸(902)、挤压气缸(10)的进出气控制阀通过导线与电路板连接。