CN114279830A - 一种岩石各向异性抗拉强度测试装置及其使用方法 - Google Patents

一种岩石各向异性抗拉强度测试装置及其使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114279830A
CN114279830A CN202111392957.1A CN202111392957A CN114279830A CN 114279830 A CN114279830 A CN 114279830A CN 202111392957 A CN202111392957 A CN 202111392957A CN 114279830 A CN114279830 A CN 114279830A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rock
tensile strength
rock sample
pressure block
pressure box
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
Application number
CN202111392957.1A
Other languages
English (en)
Inventor
甄治国
周传涛
郝占雷
杨圣奇
王苏生
田文岭
姚兴国
杜思龙
闫绍林
王永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology CUMT
Fourth Engineering Co Ltd of China Railway 20th Bureau Group Co Ltd
Original Assignee
China University of Mining and Technology CUMT
Fourth Engineering Co Ltd of China Railway 20th Bureau Group Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology CUMT, Fourth Engineering Co Ltd of China Railway 20th Bureau Group Co Ltd filed Critical China University of Mining and Technology CUMT
Priority to CN202111392957.1A priority Critical patent/CN114279830A/zh
Publication of CN114279830A publication Critical patent/CN114279830A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明公开了一种岩石各向异性抗拉强度测试装置及其使用方法，该装置设置在万能实验机上，万能试验机的工作台上设有压力盒，横梁上设有传力杆，压力盒内开有能够横向放置岩石试样的安装孔；传力杆能够对压力盒施压，工作台上还设有环形刻度盘，环形刻度盘的轴线与压力盒内放置的岩石试样的轴线重合；本装置能够实现天然岩体的不同方向巴西劈裂加载，可以开展实际工程中岩体各向异性抗拉强度测试试验，从而了解岩石张拉破坏力学属性，为工程施工、设计提供试验基础。

Description

一种岩石各向异性抗拉强度测试装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及岩石抗拉强度测试领域，具体涉及一种岩石各向异性抗拉强度测试装置及其使用方法。
背景技术
实际工程中，天然岩体由于地质构造作用内部随机分布结构面，微裂纹和微孔洞等，导致岩石具有明显的各向异性特征；工程中岩石多处于拉压应力状态，且张拉破坏模式普遍，特别是岩石开挖卸荷后，硐室两侧出现岩块剥落现象。因此，获取岩石抗拉强度指标对实际工程施工和设计具有十分重要的意义。目前，室内岩石巴西劈裂试验是一种间接获取岩石抗拉力学强度的试验方法。考虑到天然岩体各向异性特征，精确地获取岩石不同方向抗拉强度参数，可以更深入理解和认识岩石拉伸破坏机制。因此，开展岩石各项异性抗拉强度力学试验研究，不仅具有理论意义，而且还具有巨大的工程实际意义。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种岩石各向异性抗拉强度测试装置及其使用方法，其能够开展岩石试样各向异性抗拉强度力学试验研究。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种岩石各向异性抗拉强度测试装置及其使用方法，设置在万能实验机上，所述万能试验机的底部设有工作台，所述万能试验机的横梁上设有传力杆，所述工作台上设有压力盒，所述压力盒内开有能够横向放置岩石试样的安装孔，所述安装孔内壁上下端设有用于压紧岩石试样的刃口；所述压力盒包括上下两个相互适配且通过螺栓固定连接在一起的上压力块和下压力块；所述下压力块底部固定在工作台上，所述上压力块顶部与传力杆输出端固定连接；所述工作台上还设有环形刻度盘，所述环形刻度盘的轴线与压力盒内放置的岩石试样的轴线重合。
优选地，所述压力盒选用方形盒体，所述上压力块和下压力块内均开有与岩石试样表面曲率相一致的凹槽。
优选地，所述刃口上涂抹有用于减少岩石试样与安装孔接触面间摩擦力的凡士林。
优选地，所述环形刻度盘上显示的刻度范围至少为0-180°。
本发明还提供一种岩石各向异性抗拉强度测试装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、根据实验要求选取天然的岩石试样，采用X-Y坐标系，标记岩石试样实际工程条件下的倾向；
S2、将岩石试样放置于压力盒内的安装孔内，并利用螺栓控制上压力块和下压力块距离使其安装孔与岩石试样适配；
S3、转动岩石试样使其与步骤S1中标记的倾向相同；
S4、设置好角度后拧出螺栓，利用传力杆对压力盒以及其内部的岩石试样施压，通过万能试验机加载控制，开始巴西劈裂试验；
S5、参考环向刻度盘继续将岩石试样旋转多组不同角度，然后重复步骤S4，研究天然岩石试样的各向异性抗拉强度。
优选地，步骤S5中将岩石试样旋转成0°，18°，36°，54°，72°，90°，108°，126°，154°和172°角度进行多组实验。
本发明的有益效果在于：本发明通过在万能试验机上安装环形刻度盘，能够实现天然岩体的不同方向巴西劈裂加载，可以开展实际工程中岩体各向异性抗拉强度测试试验，从而了解岩石张拉破坏力学属性，为工程施工、设计提供试验基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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为本发明实施例提供的一种岩石各向异性抗拉强度测试装置；
图2为本发明实施例提供的环形刻度盘上角度分布图；
图3为本发明实施例提供的压力盒以及刃口的结构示意图。
附图标记说明：
1、万能实验机；2、传力杆；3、环形刻度盘；4、压力盒；41、上压力块；42、下压力块；5、岩石试样；6、工作台；7、螺栓；8、刃口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
如图1至图3所示，一种岩石各向异性抗拉强度测试装置及其使用方法，设置在万能实验机1上，所述万能试验机1的底部设有工作台6，所述万能试验机1的横梁上设有传力杆2，所述工作台6上设有压力盒4，所述压力盒4内开有能够横向放置岩石试样5的安装孔；压力盒材料均采用45号钢，其弹性模量为210Gpa；
所述压力盒4包括上下两个相互适配且通过螺栓7固定连接在一起的上压力块41和下压力块42；所述下压力块42底部固定在工作台6上，所述上压力块41顶部与传力杆2输出端固定连接；所述工作台6上还设有环形刻度盘3，所述环形刻度盘3的轴线与压力盒4内放置的岩石试样5的轴线重合。
所述压力盒4选用方形盒体，所述上压力块41和下压力块42内均开有与岩石试样5表面曲率相一致的凹槽。
所述压力盒4内安装孔的内壁上下端设有用于压紧岩石试样5的刃口8，实现刃口8与岩石试样5的无缝衔接，实现径向加载，防止偏心加载。
所述刃口8上涂抹有用于减少岩石试样5与安装孔接触面间摩擦力的凡士林。
所述环形刻度盘3上显示的刻度范围至少为0-180°。
本发明还提供一种岩石各向异性抗拉强度测试装置的使用方法，包括以下步骤：
S1、根据实验要求选取天然的岩石试样5，将岩石试样5制成直径为50mm，高度为25mm的圆柱试样，两端打磨光滑，减小端部效应，采用X-Y坐标系，标记岩石试样5实际工程条件下的倾向；
S2、将岩石试样5放置于压力盒4内的安装孔内，对应上下刃口8，并利用螺栓7控制上压力块41和下压力块42距离使其安装孔与岩石试样5适配；
S3、转动岩石试样5使其与步骤S1中标记的倾向相同；
S4、设置好角度后拧出螺栓7，利用传力杆2对压力盒4以及其内部的岩石试样5施压，通过万能试验机1加载控制，开始巴西劈裂试验；
S5、参考环向刻度盘3继续将岩石试样5旋转成0°，18°，36°，54°，72°，90°，108°，126°，154°和172°，然后重复步骤S4，研究天然岩石试样5的各向异性抗拉强度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种岩石各向异性抗拉强度测试装置，设置在万能实验机(1)上，所述万能试验机(1)的底部设有工作台(6)，所述万能试验机(1)的横梁上设有传力杆(2)，其特征在于，所述工作台(6)上设有压力盒(4)，所述压力盒(4)内开有能够横向放置岩石试样(5)的安装孔，所述安装孔内壁的上下端设有用于压紧岩石试样(5)的刃口(8)；所述压力盒(4)包括上下两个相互适配且通过螺栓(7)固定连接在一起的上压力块(41)和下压力块(42)；所述下压力块(42)底部固定在工作台(6)上，所述上压力块(41)顶部与传力杆(2)输出端固定连接；所述工作台(6)上还设有环形刻度盘(3)，所述环形刻度盘(3)的轴线与岩石试样(5)的轴线重合。
2.如权利要求1所述的一种岩石各向异性抗拉强度测试装置，其特征在于，所述压力盒(4)选用方形盒体，所述上压力块(41)和下压力块(42)内均开有与岩石试样(5)表面曲率相一致的凹槽。
3.如权利要求1所述的一种岩石各向异性抗拉强度测试装置，其特征在于，所述刃口(8)上涂抹有用于减少岩石试样(5)与安装孔接触面间摩擦力的凡士林。
4.如权利要求1所述的一种岩石各向异性抗拉强度测试装置，其特征在于，所述环形刻度盘(3)上显示的刻度范围至少为0-180°。
5.一种如权利要求1所述的岩石各向异性抗拉强度测试装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据实验要求选取天然的岩石试样(5)，采用X-Y坐标系，标记岩石试样(5)实际工程条件下的倾向；
S2、将岩石试样(5)放置于压力盒(4)内的安装孔内，并利用螺栓(7)控制上压力块(41)和下压力块(42)距离使其安装孔与岩石试样(5)适配；
S3、转动岩石试样(5)使其与步骤S1中标记的倾向相同；
S4、设置好角度后拧出螺栓(7)，利用传力杆(2)对压力盒(4)以及其内部的岩石试样(5)施压，通过万能试验机(1)加载控制，开始巴西劈裂试验；
S5、参考环向刻度盘(3)继续将岩石试样(5)旋转成一组或者多组不同角度，然后重复步骤S4，研究天然岩石试样(5)的各向异性抗拉强度。
6.如权利要求5所述的岩石各向异性抗拉强度测试装置的使用方法，其特征在于，步骤S5中将岩石试样(5)旋转成0°，18°，36°，54°，72°，90°，108°，126°，154°和172°角度进行多组实验。
CN202111392957.1A 2021-11-23 2021-11-23 一种岩石各向异性抗拉强度测试装置及其使用方法 Pending CN114279830A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111392957.1A CN114279830A (zh) 2021-11-23 2021-11-23 一种岩石各向异性抗拉强度测试装置及其使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111392957.1A CN114279830A (zh) 2021-11-23 2021-11-23 一种岩石各向异性抗拉强度测试装置及其使用方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114279830A true CN114279830A (zh) 2022-04-05

Family

ID=80869630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111392957.1A Pending CN114279830A (zh) 2021-11-23 2021-11-23 一种岩石各向异性抗拉强度测试装置及其使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114279830A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115165565A (zh) * 2022-07-01 2022-10-11 中国地质科学院地质力学研究所 一种通过岩芯变形法评估岩石抗拉强度取值范围的方法

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105352796A (zh) * 2015-10-26 2016-02-24 天津大学 可变参数组合巴西劈裂应力-应变试验装置及试验方法
CN105352803A (zh) * 2015-11-30 2016-02-24 四川大学 用于巴西劈裂试验的多角度加载压头***
US20170299485A1 (en) * 2016-04-13 2017-10-19 Saudi Arabian Oil Company Determining rock properties
CN107389441A (zh) * 2017-07-06 2017-11-24 防灾科技学院 一种岩石抗拉强度测试***
CN107991186A (zh) * 2017-11-28 2018-05-04 西安科技大学 含裂隙类岩石抗拉强度测试用试验装置及方法
CN207423639U (zh) * 2017-12-04 2018-05-29 河北工程技术学院 用于岩石巴西劈裂试验的装置
CN208366723U (zh) * 2018-06-25 2019-01-11 北京科技大学 一种岩石劈裂抗拉试验装置
CN209215041U (zh) * 2018-11-16 2019-08-06 华侨大学 一种岩石试样钻孔机
CN110118681A (zh) * 2019-05-13 2019-08-13 安徽理工大学 一种用于制取不同尺寸和节理倾角岩石试件的装置及方法
CN110501199A (zh) * 2019-09-12 2019-11-26 河海大学 一种混凝土构件水泥劈裂试验装置的制备方法及使用方法
CN209820942U (zh) * 2019-03-27 2019-12-20 西南石油大学 一种测量各向异性岩石抗张强度的实验装置
CN110749513A (zh) * 2019-11-20 2020-02-04 清华大学 岩石裂隙的直剪试验装置
CN211576718U (zh) * 2020-02-05 2020-09-25 海南大学 一种变组构非贯通节理类岩石试样制备装置
CN212674612U (zh) * 2020-03-27 2021-03-09 兰州交通大学 一种用于螺柱焊试样多角度力学性能测试的夹持装置
CN213422768U (zh) * 2020-08-24 2021-06-11 南京理工大学 一种用于岩石巴西圆盘劈裂的试验装置
CN113447331A (zh) * 2021-07-05 2021-09-28 长沙理工大学 一种可控劈裂面的岩石劈裂装置和劈裂方法

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105352796A (zh) * 2015-10-26 2016-02-24 天津大学 可变参数组合巴西劈裂应力-应变试验装置及试验方法
CN105352803A (zh) * 2015-11-30 2016-02-24 四川大学 用于巴西劈裂试验的多角度加载压头***
US20170299485A1 (en) * 2016-04-13 2017-10-19 Saudi Arabian Oil Company Determining rock properties
CN107389441A (zh) * 2017-07-06 2017-11-24 防灾科技学院 一种岩石抗拉强度测试***
CN107991186A (zh) * 2017-11-28 2018-05-04 西安科技大学 含裂隙类岩石抗拉强度测试用试验装置及方法
CN207423639U (zh) * 2017-12-04 2018-05-29 河北工程技术学院 用于岩石巴西劈裂试验的装置
CN208366723U (zh) * 2018-06-25 2019-01-11 北京科技大学 一种岩石劈裂抗拉试验装置
CN209215041U (zh) * 2018-11-16 2019-08-06 华侨大学 一种岩石试样钻孔机
CN209820942U (zh) * 2019-03-27 2019-12-20 西南石油大学 一种测量各向异性岩石抗张强度的实验装置
CN110118681A (zh) * 2019-05-13 2019-08-13 安徽理工大学 一种用于制取不同尺寸和节理倾角岩石试件的装置及方法
CN110501199A (zh) * 2019-09-12 2019-11-26 河海大学 一种混凝土构件水泥劈裂试验装置的制备方法及使用方法
CN110749513A (zh) * 2019-11-20 2020-02-04 清华大学 岩石裂隙的直剪试验装置
CN211576718U (zh) * 2020-02-05 2020-09-25 海南大学 一种变组构非贯通节理类岩石试样制备装置
CN212674612U (zh) * 2020-03-27 2021-03-09 兰州交通大学 一种用于螺柱焊试样多角度力学性能测试的夹持装置
CN213422768U (zh) * 2020-08-24 2021-06-11 南京理工大学 一种用于岩石巴西圆盘劈裂的试验装置
CN113447331A (zh) * 2021-07-05 2021-09-28 长沙理工大学 一种可控劈裂面的岩石劈裂装置和劈裂方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
凌贤长，唐亮: "工程岩体力学", 哈尔滨工业大学出版社, pages: 59 - 61 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115165565A (zh) * 2022-07-01 2022-10-11 中国地质科学院地质力学研究所 一种通过岩芯变形法评估岩石抗拉强度取值范围的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Coviello et al. On the measurement of the tensile strength of soft rocks
CN108645719B (zh) 利用剪切仪进行双轴加载的试验装置及其使用方法
CN105675419B (zh) 双锥形压入预测材料单轴本构关系测定方法
CN107991186B (zh) 含裂隙类岩石抗拉强度测试用试验装置及方法
JP2015021767A (ja) 原位置岩盤試験方法及び試験装置
CN114279830A (zh) 一种岩石各向异性抗拉强度测试装置及其使用方法
CN216695847U (zh) 一种岩石各向异性抗拉强度测试装置
CN1392400A (zh) 脆性材料力学性能无损测试方法及其装置
CN110487647A (zh) 一种简易式落锤冲击试验围压加载装置及实验方法
CN105486582A (zh) 一种带自动纠偏装置的岩石拉伸试验仪
CN114324010A (zh) 基于振动台原理的岩体结构面多向动态剪切力学测试***
CN110426289A (zh) 一种模拟原位应力条件下孔壁加载的试验装置及方法
CN102410960A (zh) 一种多功能管材检验和材料试验的方法及装置
CN107907433B (zh) 纳米压痕典型区域微转动调平台
CN201852748U (zh) 一种混凝土比例加载三轴压的加载测试装置
CN107907398B (zh) 一种用于恒深度纳米划痕实验的调平方法
CN207439820U (zh) 一种含裂隙类岩石抗拉强度测试用试验装置
CN114577635A (zh) 一种地表岩体现场剪切试验装置及测试方法
CN207439782U (zh) 一种含裂隙平台巴西试样加工装置
Li et al. A new direct tension test method for soils and soft rocks
CN113447331A (zh) 一种可控劈裂面的岩石劈裂装置和劈裂方法
CN205374187U (zh) 一种测定岩土试件抗剪强度指标的装置
CN107907415A (zh) 用于断续陡缓裂隙诱发岩体倾倒变形破坏试验的试件
CN109470565B (zh) 一种沥青混合料动态泊松比的测试方法
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

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20220405