CN106404519A - 一种用于岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸试验破坏装置及实验方法 - Google Patents
一种用于岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸试验破坏装置及实验方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106404519A CN106404519A CN201611173490.0A CN201611173490A CN106404519A CN 106404519 A CN106404519 A CN 106404519A CN 201611173490 A CN201611173490 A CN 201611173490A CN 106404519 A CN106404519 A CN 106404519A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- static
- pressure
- hydraulic
- rock
- static pressure
- 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.)
- Pending
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 title abstract description 6
- 238000010998 test method Methods 0.000 title 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims abstract description 58
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 36
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 15
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 15
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 11
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
- G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
- G01N3/12—Pressure testing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/30—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight
- G01N3/307—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight generated by a compressed or tensile-stressed spring; generated by pneumatic or hydraulic means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
一种用于岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸破坏试验装置,包括压杆装置和水压加载装置,该水压加载装置包括水压加载压头、圆环夹具、连接管及加压泵,圆环夹具通过支柱与固定在压杆装置上的底座相连接,水压加载压头固定在圆环夹具中,水压加载压头端面上的出水孔与侧面上的进水孔相通,水压加载压头侧面上的进水孔与加压泵通过连接管连接。实验时,首先将试件径向固定在入射杆和透射杆之间,利用轴向静压加载装置对试件施加静压,然后对试件轴向两端施加水压,并通过设有压力表的加压泵调节水压到预定值,然后通过高压气罐驱动子弹头撞击入射杆使试件破坏,最后采集数据进行处理分析。本发明能够很好地研究冲击—静力—水力耦合作用下岩石劈裂拉伸破坏动态力学特性,对评价含水岩体在动静载荷下破坏机理具有指导意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种岩石力学实验装置及实验方法,尤其涉及一种用于岩石冲击—静力—水力压耦合作用下劈裂拉伸破坏力学试验装置及实验方法。
背景技术
岩石属于各向异性材料,体现在其内部随机分布的微裂纹、空隙、节理及孔洞等缺陷上,又由于岩石抗拉强度远低于抗压强度,且水利水电工程和矿山生产的基岩结构的变形破坏往往取决于岩石的拉伸力学性能。在深部开采过程中岩石同时受到一定静应力和开采扰动甚至地震等动载荷的影响时,还会受到地下水的影响,会以水压的形式来作用于岩石。水岩耦合作用下岩体的变形、损伤破坏及稳定性已成为科研和工程领域共同关注的问题。目前,现有的室内实验只能完成在动静载荷作用下岩石劈裂拉伸破坏力学实验研究,没有考虑水压这一因素,不能开展动静载荷与水压耦合劈裂拉伸破坏力学试验装置及实验方法,已致不能更全面地了解动静载荷与水压耦合下岩石劈裂拉伸破坏力学特性及破坏形态。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸破坏试验装置及实验方法,解决现有技术中不能开展的冲击—静力—水力耦合作用下岩石劈裂拉伸破坏力学试验,不能深入了解冲击—静力—水力耦合下岩石劈裂拉伸破坏力学特性及破坏形态的技术问题。
本发明所采用的技术方案是:一种用于岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸破坏试验装置,包括压杆装置,该压杆装置包括高气压罐、子弹头、入射杆、应变片、数据采集仪、透射杆及轴向静压加载装置,所述实验装置包括水压加载装置,该水压加载装置包括水压加载压头、圆环夹具、连接管及加压泵,所述圆环夹具通过支柱与固定在压杆装置上的底座相连接,水压加载压头固定在圆环夹具中,水压加载压头端面上的出水孔与侧面上的进水孔相通,水压加载压头侧面上的进水孔与加压泵通过连接管连接。
作为优选,所述加压泵上设置有压力表。
作为优选,所述的支柱焊接在底座上,圆环夹具与支柱通过焊接连接。
一种基于上述实验装置的岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸破坏力学实验方法,其步骤如下:
首先将试件径向固定在入射杆和透射杆之间,利用轴向静压加载装置对试件施加静压,然后对试件轴向两端施加水压,并通过设有压力表的加压泵调节水压到预定值,然后通过高压气罐驱动子弹头撞击入射杆使试件破坏,最后采集数据进行处理分析。
与现有技术相比,本发明的优点是:本发明通过轴向静压加载装置对试件径向施加静压,通过水压加载装置对试件轴向两端施加预定水压值,同时通过高压气罐驱动子弹头撞击入射杆,完成对试件施加动载荷,在室内实验能很好地研究动静载荷与水压作用下岩石劈裂拉伸破坏动态力学特性及破坏形态,对评价含水岩体在动静载荷下破坏机理具有一定的指导意义。同时本发明中的实验装置结构简单,易操作、实验效果好及能重复使用,节能环保。
附图说明
图1为本发明岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸破坏试验装置结构示意图。
图2为本发明水压加载装置主视图。
图3为本发明圆环夹具左视图。
图中:1、试件;2、子弹头;3、入射杆;4、透射杆;5、高压气罐;6、应变片;7、数据采集仪;8、轴向静压加载装置;9、水压加载压头;10、圆环夹具;11、连接管;12、设有压力表的加压泵;13、支柱;14、螺栓;15、底座;16、出水孔;17、进水孔;18、连接管接头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1、2、3所示,一种用于岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸破坏力学实验装置包括:底座15、霍普金森压杆装置和水压加载装置,所述霍普金森压杆装置由高气压罐5、子弹头2、入射杆3、应变片6、数据采集仪7、透射杆4及轴向静压加载装置8组成,在本实施方式中,试件1沿径向夹在入射杆3和透射杆4之间,用力拉紧入射杆3和透射杆4夹紧试件1,底座15通过4个螺栓14固定在霍普金森压杆装置上,水压加载装置通过支柱13固定在底座15上,支柱13通过焊接在底座15上,所述水压加载装置包括水压加载压头9、圆环夹具10、连接管11、连接管接头18及设有压力表的加压泵12,在本实施方式中,水压加载压头9固定在圆环夹具10中,水压加载压头9端面上的出水孔16与侧面上的进水孔17是相连通的,连接管11两端设有连接管接头18,一端连接水压加载压头9侧面上的进水孔17,另一端连接设有压力表的加压泵12,圆环夹具10与支柱13通过焊接连接,试件1夹紧在水压加载压头9轴向两端。
基于相同的发明构思,本申请提供了一种基于上述实验装置的岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸破坏力学实验方法,其具体操作步骤如下:
步骤1,将试件沿径向夹在入射杆和透射杆之间,并用力拉紧入射杆和透射杆来夹紧试件。
步骤2,将试件轴向两端与固定在圆环夹具的水压加载压头两端面紧密接触,通过连接管将水压加载压头侧面的进水孔与设有压力表的加压泵连接起来。
步骤3,利用轴向静压加载装置对试件施加预设的静载荷,然后利用水压加载装置对试件施加预设的水压。
步骤4,通过高压气罐驱动子弹头撞击入射杆,对试件径向施加动载荷。其中通过调节子弹头与入射杆一端的距离来改变动载荷的数值。
步骤5,通过应变片与数据采集仪相连接来采集冲击—静力—水力耦合作用下岩石劈裂拉伸破坏力学实验数据。
步骤6,通过对采集的数据进行分析处理,来分析冲击—静力—水力耦合作用下岩石劈裂拉伸破坏力学特性及破坏形态。
Claims (4)
1.一种用于岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸破坏试验装置,包括压杆装置,该压杆装置包括高气压罐、子弹头、入射杆、应变片、数据采集仪、透射杆及轴向静压加载装置,其特征在于:所述实验装置包括水压加载装置,该水压加载装置包括水压加载压头、圆环夹具、连接管及加压泵,所述圆环夹具通过支柱与固定在压杆装置上的底座相连接,水压加载压头固定在圆环夹具中,水压加载压头端面上的出水孔与侧面上的进水孔相通,水压加载压头侧面上的进水孔与加压泵通过连接管连接。
2.根据权利要求1所述的岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸破坏试验装置,其特征在于:所述加压泵上设置有压力表。
3.根据权利要求1或2所述的岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸破坏试验装置,其特征在于:所述的支柱焊接在底座上,圆环夹具与支柱通过焊接连接。
4.一种基于权利1要求所述的岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸破坏试验装置的实验方法,其步骤如下:
首先将试件沿径向固定在入射杆和透射杆之间,利用轴向静压加载装置对试件径向施加静载荷,然后对试件轴向两端施加水压,并通过设有压力表的加压泵调节水压到预定值,然后通过高压气罐驱动子弹头撞击入射杆使试件破坏,最后采集数据进行处理分析。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611173490.0A CN106404519A (zh) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | 一种用于岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸试验破坏装置及实验方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201611173490.0A CN106404519A (zh) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | 一种用于岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸试验破坏装置及实验方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106404519A true CN106404519A (zh) | 2017-02-15 |
Family
ID=58087695
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201611173490.0A Pending CN106404519A (zh) | 2016-12-19 | 2016-12-19 | 一种用于岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸试验破坏装置及实验方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106404519A (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106932285A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-07-07 | 中南大学 | 一种邻近水体岩石层裂强度的测试装置及方法 |
CN108106992A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-06-01 | 中建材中岩科技有限公司 | 涂覆材料压力渗水条件下粘结性能试验方法 |
CN108444807A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-08-24 | 兰州大学 | 一种测试岩土体物理力学特性的动静耦合试验方法 |
CN108645708A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-10-12 | 中国矿业大学 | 一种用于三维裂隙岩样的水-力耦合加载装置及加载方法 |
CN110595918A (zh) * | 2019-10-25 | 2019-12-20 | 安徽理工大学 | 一种动静耦合加载锚固体试验装置 |
CN111929150A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-11-13 | 中南大学 | 多雨山区下穿铁路隧道围岩动力学测试***及方法 |
CN112014245A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-12-01 | 中国人民解放军空军工程大学 | 一种用于高水压破岩试验的霍普金森压杆装置及使用方法 |
CN112697578A (zh) * | 2019-10-22 | 2021-04-23 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种高速拉伸试验夹具 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1731133A (zh) * | 2005-08-18 | 2006-02-08 | 中南大学 | 动静组合加载岩石力学实验方法与装置 |
CN102778387A (zh) * | 2012-08-10 | 2012-11-14 | 湖南科技大学 | 一种动静载荷与水压耦合破裂岩石的试验装置及试验方法 |
CN206248439U (zh) * | 2016-12-19 | 2017-06-13 | 湖南科技大学 | 一种用于岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸破坏实验装置 |
-
2016
- 2016-12-19 CN CN201611173490.0A patent/CN106404519A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1731133A (zh) * | 2005-08-18 | 2006-02-08 | 中南大学 | 动静组合加载岩石力学实验方法与装置 |
CN102778387A (zh) * | 2012-08-10 | 2012-11-14 | 湖南科技大学 | 一种动静载荷与水压耦合破裂岩石的试验装置及试验方法 |
CN206248439U (zh) * | 2016-12-19 | 2017-06-13 | 湖南科技大学 | 一种用于岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸破坏实验装置 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106932285A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-07-07 | 中南大学 | 一种邻近水体岩石层裂强度的测试装置及方法 |
CN106932285B (zh) * | 2017-04-10 | 2020-05-29 | 中南大学 | 一种邻近水体岩石层裂强度的测试装置及方法 |
CN108106992A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-06-01 | 中建材中岩科技有限公司 | 涂覆材料压力渗水条件下粘结性能试验方法 |
CN108444807A (zh) * | 2018-01-23 | 2018-08-24 | 兰州大学 | 一种测试岩土体物理力学特性的动静耦合试验方法 |
CN108645708A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-10-12 | 中国矿业大学 | 一种用于三维裂隙岩样的水-力耦合加载装置及加载方法 |
CN108645708B (zh) * | 2018-05-09 | 2020-06-26 | 中国矿业大学 | 一种用于三维裂隙岩样的水-力耦合加载装置及加载方法 |
CN112697578A (zh) * | 2019-10-22 | 2021-04-23 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种高速拉伸试验夹具 |
CN110595918A (zh) * | 2019-10-25 | 2019-12-20 | 安徽理工大学 | 一种动静耦合加载锚固体试验装置 |
CN110595918B (zh) * | 2019-10-25 | 2024-03-29 | 安徽理工大学 | 一种动静耦合加载锚固体试验装置 |
CN112014245A (zh) * | 2020-08-13 | 2020-12-01 | 中国人民解放军空军工程大学 | 一种用于高水压破岩试验的霍普金森压杆装置及使用方法 |
CN111929150A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-11-13 | 中南大学 | 多雨山区下穿铁路隧道围岩动力学测试***及方法 |
CN111929150B (zh) * | 2020-08-25 | 2021-07-20 | 中南大学 | 多雨山区下穿铁路隧道围岩动力学测试***及方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106404519A (zh) | 一种用于岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸试验破坏装置及实验方法 | |
CN206248439U (zh) | 一种用于岩石冲击—静力—水力耦合劈裂拉伸破坏实验装置 | |
CN104865124B (zh) | 基于岩石应力‑应变曲线和超声波纵波速度的页岩脆性指数测定方法 | |
CN103471923B (zh) | 一种多直径岩芯液压致裂抗拉强度快速试验机 | |
CN101122552B (zh) | 油层套管射孔抗挤毁模拟试验方法和模拟试验机 | |
CN102778387A (zh) | 一种动静载荷与水压耦合破裂岩石的试验装置及试验方法 | |
CN201196615Y (zh) | 围压下岩样直接拉伸试验装置 | |
CN202757828U (zh) | 三轴试验围压装置 | |
CN102183410A (zh) | 一种测量拉伸条件下岩石弹性参数的巴西劈裂方法 | |
CN103760028B (zh) | 实验室用岩石强度测试的围压加载装置 | |
CN105973551A (zh) | 钻孔动力学模拟测试*** | |
CN109406291B (zh) | 一种用于模拟岩石原位破碎的透x射线试验装置及方法 | |
CN105547871B (zh) | 一种静压岩石冲击漏斗破坏实验装置及方法 | |
CN109520842B (zh) | 动静载荷与裂隙压力耦合破裂岩石力学试验装置及其方法 | |
CN108732043B (zh) | 一种可模拟冲击扰动的深部岩体蠕变冲击试验装置 | |
CN111929020A (zh) | 地下工程锚固体系抗冲击性能测试方法及*** | |
CN112964540A (zh) | 高水压和高地应力耦合下岩石动力性能测试装置及方法 | |
CN103115829A (zh) | 岩体钻孔剪切弹模仪 | |
CN111929181A (zh) | 一种冲击碎岩机理试验装置 | |
CN209927685U (zh) | 二氧化碳***冲击动态监测试验装置 | |
CN202693419U (zh) | 一种多载荷耦合破岩装置 | |
CN107255598B (zh) | 一种霍普金森试验中使土样易取出的围压装置 | |
CN103015976B (zh) | 一种模拟地层围压下变形套管修复过程的测试方法 | |
CN210604224U (zh) | 一种冲击孔围岩特性测试*** | |
CN204882249U (zh) | 原位岩石抗拉强度试验装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170215 |