CN216082288U - 一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置 - Google Patents
一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN216082288U CN216082288U CN202122163869.6U CN202122163869U CN216082288U CN 216082288 U CN216082288 U CN 216082288U CN 202122163869 U CN202122163869 U CN 202122163869U CN 216082288 U CN216082288 U CN 216082288U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bearing plate
- shaped pressing
- pressing strip
- splitting
- brazilian
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 68
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 31
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000006101 laboratory sample Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置，该劈裂夹具装置包括上承压板、下承压板、转盘、V形压条、紧固螺栓以及限位柱，其中，上承压板主要起承受传递荷载作用，紧固螺栓主要用于保证试验前试样的居中对齐，限位柱主要用于保证劈裂过程中上、下承压板的位置不发生相对错动，转盘和V形压条的组合可以实现沿任意角度对试样进行劈裂。本实用新型结构简单、操作方便、适用性广，能完成各向异性层状岩体的巴西劈裂试验的任意角度加载和沿着任意角度制作不同粗糙度岩石裂隙面。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩石力学领域，更具体的说，涉及一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置。
背景技术
在采矿工程、地下隧道工程、水利工程、交通运输工程、石油开采和核废料地下深埋工程等岩土工程领域，需要进行大量岩石力学实验，其中岩石的抗拉强度就是一个重要的岩石力学实验测量参数。由于直接拉伸试验在操作中难以完成，国际上通常采用巴西劈裂试验间接的拉伸试样来获得岩石的抗拉强度。但是，传统的巴西劈裂夹具装置是对圆柱体进行劈裂试验，且只能进行一个方向的劈裂试验，对试样性状尺寸有要求。而自然界的岩体往往具有非均质性、各向异性和非连续性，单纯的研究均质的岩石试样已经不能够满足工程要求，往往需要研究岩石的各个分层的抗拉强度和贯穿各个分层的抗拉强度。而且现在实验室制样大多为立方体样，现场取样立方体试样也能更清楚的反映岩石分层特征。因此，设计一种既能进行圆柱体劈裂试验，又能进行立方体试样劈裂试验，还能进行多角度劈裂的试验装置，显得尤为重要。
在岩土工程领域，由于岩石节理面失稳造成了大量的工程事故，如山体滑坡、隧道坍塌等。岩石的裂隙面由于其极低的剪切强度和较高的渗透性是诱发灾害发生的重要原因，因此研究岩石裂隙面的几何特征、渗透特性和力学特性一直是岩石力学试验关注的重点，如通过直剪试验获得裂隙面的剪切强度。当前，实验室研究的人为裂隙面大多通过劈裂试验获得，采用立方体试样，将立方体试样固定在夹具中，然后在试样中间进行劈裂，将试样从中间一分为二，产生裂隙面。当前，人为制作裂隙只能在试样中间获得，裂隙面大致与立方体试样表面平行，因此进行直剪试验时，施加的剪切荷载也大致平行于裂隙面，无法进行与裂隙面成一定角度的剪切荷载加载，而实际工程中裂隙岩体所受的剪切荷载多数不与裂隙面平行。因此，设计一种制作与立方体试样表面成一定角度的裂隙面装置，显得尤为重要。
由于巴西劈裂试验的任意角度加载和制作任意角度岩石裂隙面的劈裂夹具装置具有很大的共性。因此，可尝试通过结合，设计一种用于巴西劈裂试验的任意角度加载和制作任意角度不同粗糙度岩石裂隙面的多功能劈裂夹具装置，以增大装置的适用性，提高试验的效率。
实用新型内容
为了弥补现有技术的不足，本实用新型提出了一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置，能有效解决只能单一角度进行巴西劈裂试验和只能制作平行立方体试样表面的裂隙面的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置，包括上承压板、下承压板、转盘、V形压条、紧固螺栓，其中，转盘包括上转盘和下转盘，V形压条包括上V形压条和下V形压条；所述上承压板与所述下承压板位置上下对应，所述下承压板上端面的四周边缘处设有限位柱，所述上承压板下端面的四周边缘处设有与所述限位柱相配合的限位孔；所述下承压板的上端面以及所述上承压板的下端面的中部位置设置上下对应的圆形槽，所述圆形槽的边沿设置有角度刻度；所述上转盘和所述下转盘对应嵌合在上下位置处的所述圆形槽内，并通过螺栓与对应的所述上承压板、所述下承压板相固定，所述螺栓置于对应承压板的外侧面上；所述上转盘和所述下转盘在未被固定前，能够在对应的所述圆形槽内任意转动；所述V形压条与对应的所述转盘同时转动，所述上V形压条固定在所述上转盘的下表面上，所述下V形压条固定在所述下转盘的上表面上；所述下承压板相对的两侧边的对称位置处各连接有一与其相垂直的固定板，所述固定板的上端开设有螺纹孔，所述紧固螺栓穿过所述螺纹孔，并伸入所述上承压板、所述下承压板、所述限位柱围成的空间内。
通过采用上述技术方案，本实用新型一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置可实现多角度加载，通过该方式可实现对各向异性试样的抗拉强度的测试及制备多个角度的粗糙裂隙面。该劈裂夹具装置包括上承压板、下承压板、转盘、V形压条、紧固螺栓以及限位柱，其中，上承压板主要起承受传递荷载作用，紧固螺栓主要用于保证试验前试样的居中对齐，限位柱主要用于保证劈裂过程中上、下承压板的位置不发生相对错动，转盘和V形压条的组合可以实现沿任意角度对试样进行劈裂。
优选的，所述上承压板和所述下承压板所在的两个平面相对平行运动。
优选的，所述螺栓置于对应承压板的外侧面中间内部，且所述螺栓的顶部不凸出于对应承压板的外侧面，确保承压板外侧面平整，不影响均匀受力；所述上转盘和所述下转盘的中间分别设有与所述螺栓对应的螺纹孔。
优选的，所述圆形槽边沿的角度刻度分别以所述上承压板的下端面和所述下承压板的上端面中心线为零刻度，划分为四个刻度区间，每个刻度区间从零刻度以1°顺时针增长至下一零刻度，所述上承压板和所述下承压板上的刻度一一对应。
优选的，所述上V形压条、所述下V形压条上均设置有用以指示刻度的指针。
优选的，所述V形压条的凸起边为光滑平直的边沿结构；所述上V形压条、所述下V形压条长度相等，位置上下对应，凸起边完全相同。
优选的，所述上V形压条、所述下V形压条分别转动到所述上承压板、所述下承压板上的同一区间和同一刻度时，上、下V形压条凸起边的最低和最高边沿线在同一竖直平面。
优选的，劈裂夹具装置内装入试样后，所述紧固螺栓能够旋抵到试样两侧表面，以限制试样在水平面运动。
本实用新型还提供了一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、根据试验需要的巴西劈裂试验加载面角度或者裂隙面角度，转动所述上V形压条、所述下V形压条至对应的相同角度(转动的时候V形压条与转盘同时转动)，并拧紧所述螺栓；
S2、将圆柱体或者立方体试样放置在所述下承压板上，加载面剖面线或者裂隙面剖面线与所述下V形压条的凸起边最高边沿线重合，所述紧固螺栓抵到试样两侧表面支撑岩石试样，岩石试样保持水平；
S3、对齐所述上承压板的所述限位孔和所述下承压板的所述限位柱，缓慢放下所述上承压板，直至所述上V形压条的凸起边最低边沿线与加载面剖面线或者裂隙面剖面线重合；
S4、进行加载，所述上承压板和所述下承压板传递荷载，直至完全劈裂。
优选的，使用同一个加载速率劈裂多个岩石试样，得到粗糙度相近的岩石裂隙面；使用多个加载速率劈裂多个岩石试样，得到多个不同粗糙度岩石裂隙面；使用多个加载角劈裂多个试样(即通过调整V形压条与岩石试样之间的夹角)，得到多个不同角度的岩石裂隙面。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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为本实用新型装置的拆分结构示意图。
图2-3为本实用新型装置的整体结构示意图。
图4为本实用新型装置的可特殊角度劈裂的正方体试样示意图。
图5-6为本实用新型装置的一种试验案例示意图。
图中：1-上承压板，2-下承压板，3-上转盘，4-下转盘，5-上V形压条，6-下V形压条，7-紧固螺栓，8-限位柱，9-限位孔，10-角度刻度，11-螺栓，12-固定板，13-圆形槽，14-指针。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
实施例：
如图1-图3所示，本实用新型实施例公开了一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置，包括上承压板1、下承压板2、转盘、V形压条、紧固螺栓7，其中，转盘包括上转盘3和下转盘4，V形压条包括上V形压条5和下V形压条6。
具体的，
上承压板1与下承压板2位置上下对应，下承压板2上端面的四周边缘处(本实施例中为四角处)设有限位柱8，上承压板1下端面的四周边缘处(本实施例中为四角处)设有与限位柱8相配合的限位孔9。
同时，本实用新型中，下承压板2的限位柱8和上承压板1的限位孔9需相互配合，以保证上承压板1和下承压板2所在的两个平面相对平行运动。
下承压板2的上端面以及上承压板1的下端面的中部位置设置上下对应的圆形槽13，圆形槽13的边沿设置有角度刻度10。
具体的，圆形槽13边沿的角度刻度10分别以上承压板1的下端面和下承压板2的上端面中心线为零刻度，划分为四个刻度区间，每个刻度区间从零刻度以1°顺时针增长至下一零刻度，上承压板1和下承压板2上的刻度一一对应。
上转盘3和下转盘4对应嵌合在上下位置处的圆形槽13内，并通过螺栓11与对应的上承压板1、下承压板2相固定，螺栓11置于对应承压板的外侧面上。上转盘3和下转盘4在未被固定前，能够在对应的圆形槽13内任意转动。
进一步的，螺栓11为内六角螺栓，其置于对应承压板的外侧面中间内部，上转盘3和下转盘4的中间分别设有与螺栓11对应的螺纹孔，螺栓11拧转至螺纹孔内，实现转盘与承压板的相固定。
并且，螺栓11的顶部不凸出于对应承压板的外侧面，以使承压板外侧面平整，不影响均匀受力。
V形压条与对应的转盘会同时转动，上V形压条5固定在上转盘3的下表面上，下V形压条6固定在下转盘4的上表面上。上、下V形压条对应固定在上、下转盘的表面，并能随着转盘在圆形槽13内任意转动，配合圆形槽13边沿角度刻度10转动到精确的位置。同时，上V形压条5、下V形压条6上均设置有用以指示刻度的指针14。
进一步的，V形压条的凸起边为光滑平直的边沿结构；所述上V形压条5、所述下V形压条6长度相等，位置上下对应，凸起边完全相同。
同时，上V形压条5、下V形压条6分别转动到上承压板1、下承压板2上的同一区间和同一刻度时，上、下V形压条凸起边的最低和最高边沿线在同一竖直平面。
下承压板2相对的两侧边的对称位置处各连接有一与其相垂直的固定板12，具体的，固定板12的下端固定于下承压板2侧边中间，固定板12的上端开设有螺纹孔，紧固螺栓7穿过螺纹孔，并伸入上承压板1、下承压板2、限位柱8围成的空间内。劈裂夹具装置内装入试样后，紧固螺栓7能够旋抵到试样两侧表面，限制试样在水平面运动。
具体的，紧固螺栓7前端设有与固定板12的螺纹孔配合的螺纹，后端设有圆环形把手。
本实用新型中的上承压板1主要起承受传递荷载作用，紧固螺栓7主要用于保证试验前试样的居中对齐，限位柱8、限位孔9主要用于保证劈裂过程中上、下承压板的位置不发生相对错动，转盘和V形压条的组合可以实现沿任意角度对试样进行劈裂。
本实用新型实施例还公开了一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、根据试验需要的巴西劈裂试验加载面角度或者裂隙面角度，转动上V形压条5、下V形压条6至对应的相同角度(转动的时候V形压条与转盘同时转动)，并拧紧螺栓11；
S2、将圆柱体或者立方体试样(如图4所示)放置在下承压板2上，加载面剖面线或者裂隙面剖面线与下V形压条6的凸起边最高边沿线重合，紧固螺栓7抵到试样两侧表面支撑岩石试样，岩石试样保持水平；
S3、对齐上承压板1的限位孔9和下承压板2的限位柱8，缓慢放下上承压板1，直至上V形压条5的凸起边最低边沿线与加载面剖面线或者裂隙面剖面线重合(如图5、6所示)；
S4、进行加载，上承压板1和下承压板2传递荷载，直至完全劈裂。
在上述使用方法中，使用同一个加载速率劈裂多个岩石试样，得到粗糙度相近的岩石裂隙面；使用多个加载速率劈裂多个岩石试样，得到多个不同粗糙度岩石裂隙面；使用多个加载角劈裂多个试样(即通过调整V形压条与岩石试样之间的夹角)，得到多个不同角度的岩石裂隙面。
本实用新型一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置结构简单、操作方便、适用性广，能完成各向异性层状岩体的巴西劈裂试验的任意角度加载和沿着任意角度制作不同粗糙度岩石裂隙面。
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实用新型。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实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型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 (8)
1.一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置，其特征在于，包括上承压板(1)、下承压板(2)、转盘、V形压条、紧固螺栓(7)，其中，转盘包括上转盘(3)和下转盘(4)，V形压条包括上V形压条(5)和下V形压条(6)；所述上承压板(1)与所述下承压板(2)位置上下对应，所述下承压板(2)上端面的四周边缘处设有限位柱(8)，所述上承压板(1)下端面的四周边缘处设有与所述限位柱(8)相配合的限位孔(9)；所述下承压板(2)的上端面以及所述上承压板(1)的下端面的中部位置设置上下对应的圆形槽(13)，所述圆形槽(13)的边沿设置有角度刻度(10)；所述上转盘(3)和所述下转盘(4)对应嵌合在上下位置处的所述圆形槽(13)内，并通过螺栓(11)与对应的所述上承压板(1)、所述下承压板(2)相固定，所述螺栓(11)置于对应承压板的外侧面上；所述上转盘(3)和所述下转盘(4)在未被固定前，能够在对应的所述圆形槽(13)内任意转动；所述V形压条与对应的所述转盘同时转动，所述上V形压条(5)固定在所述上转盘(3)的下表面上，所述下V形压条(6)固定在所述下转盘(4)的上表面上；所述下承压板(2)相对的两侧边的对称位置处各连接有一与其相垂直的固定板(12)，所述固定板(12)的上端开设有螺纹孔，所述紧固螺栓(7)穿过所述螺纹孔，并伸入所述上承压板(1)、所述下承压板(2)、所述限位柱(8)围成的空间内。
2.根据权利要求1所述的一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置，其特征在于，所述上承压板(1)和所述下承压板(2)所在的两个平面相对平行运动。
3.根据权利要求1所述的一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置，其特征在于，所述螺栓(11)置于对应承压板的外侧面中间内部，且所述螺栓(11)的顶部不凸出于对应承压板的外侧面；所述上转盘(3)和所述下转盘(4)的中间分别设有与所述螺栓(11)对应的螺纹孔。
4.根据权利要求1所述的一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置，其特征在于，所述圆形槽(13)边沿的角度刻度(10)分别以所述上承压板(1)的下端面和所述下承压板(2)的上端面中心线为零刻度，划分为四个刻度区间，每个刻度区间从零刻度以1°顺时针增长至下一零刻度，所述上承压板(1)和所述下承压板(2)上的刻度一一对应。
5.根据权利要求1所述的一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置，其特征在于，所述上V形压条(5)、所述下V形压条(6)上均设置有用以指示刻度的指针(14)。
6.根据权利要求1所述的一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置，其特征在于，所述V形压条的凸起边为光滑平直的边沿结构；所述上V形压条(5)、所述下V形压条(6)长度相等，位置上下对应，凸起边完全相同。
7.根据权利要求6所述的一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置，其特征在于，所述上V形压条(5)、所述下V形压条(6)分别转动到所述上承压板(1)、所述下承压板(2)上的同一区间和同一刻度时，上、下V形压条凸起边的最低和最高边沿线在同一竖直平面。
8.根据权利要求1所述的一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置，其特征在于，劈裂夹具装置内装入试样后，所述紧固螺栓(7)能够旋抵到试样两侧表面。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122163869.6U CN216082288U (zh) | 2021-09-08 | 2021-09-08 | 一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122163869.6U CN216082288U (zh) | 2021-09-08 | 2021-09-08 | 一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN216082288U true CN216082288U (zh) | 2022-03-18 |
Family
ID=80675296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202122163869.6U Expired - Fee Related CN216082288U (zh) | 2021-09-08 | 2021-09-08 | 一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN216082288U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113686663A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-11-23 | 武汉科技大学 | 一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置及其使用方法 |
-
2021
- 2021-09-08 CN CN202122163869.6U patent/CN216082288U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113686663A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-11-23 | 武汉科技大学 | 一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置及其使用方法 |
| CN113686663B (zh) * | 2021-09-08 | 2024-05-14 | 武汉科技大学 | 一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置及其使用方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106404487B (zh) | 用于岩石抗剪强度测试的岩石试样及其测试方法 | |
| CN110554169A (zh) | 一种隧道开挖过程模拟试验装置及方法 | |
| CN216082288U (zh) | 一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置 | |
| CN103983494A (zh) | 一种含夹层类岩体制作模型试验装置及其试验方法 | |
| CN113281190A (zh) | 一种水工沥青混凝土直接拉伸试验装置及其应用方法 | |
| CN205175831U (zh) | 基于真实水环境的岩石三轴流变实验装置 | |
| CN210720389U (zh) | 一种隧道开挖过程模拟试验装置 | |
| CN111272541A (zh) | 一种精确控制层状岩石劈裂方向的岩石巴西试验夹具装置 | |
| CN202956300U (zh) | 岩样裂纹预制装置 | |
| CN113686663B (zh) | 一种用于巴西劈裂试验的劈裂夹具装置及其使用方法 | |
| CN110987626A (zh) | 一种考虑托盘影响的锚杆拉拔试验装置及方法 | |
| CN207439782U (zh) | 一种含裂隙平台巴西试样加工装置 | |
| CN106969693B (zh) | 一种膨胀充填体试块膨胀率测定装置 | |
| CN211740878U (zh) | 一种精确控制层状岩石劈裂方向的岩石巴西试验夹具装置 | |
| CN110132746B (zh) | 三轴测试仪进行地质断层力学行为的室内实验模拟装置及方法 | |
| CN108931436B (zh) | 一种软弱岩石的偏心加载及剪切蠕变复合作用试验装置 | |
| CN114739775B (zh) | 一种反映含软弱夹层岩体赋存特征的真三轴试样制备方法 | |
| CN216695847U (zh) | 一种岩石各向异性抗拉强度测试装置 | |
| CN106404535A (zh) | 用于岩石iii型断裂韧度测试的试件组件及测试方法 | |
| CN114279830A (zh) | 一种岩石各向异性抗拉强度测试装置及其使用方法 | |
| CN204731096U (zh) | 一种圆棒型试样硬度测试装具 | |
| US20240068919A1 (en) | Rock tensile damage testing system coupled with complex loading condition | |
| CN113865968B (zh) | 一种岩体结构面剪切实验的全角度固定装置及其使用方法 | |
| CN212539956U (zh) | 一种用于岩石和混凝土的单轴压缩试验装置 | |
| CN214121751U (zh) | 一种标准岩石试件标点装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20220318 |