[发明专利]一种带自动纠偏装置的岩石拉伸试验仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩石拉伸试验仪，属于固体材料的测量与测试技术领域。

背景技术

岩体在单向拉伸时能承受的最大拉应力，称为单轴抗拉强度，简称抗拉强度。尽管 在工程实践应用中，通常拉应力很少出现，但拉应力造成的破坏依旧是工程材料领域及 自然界岩体的主要破坏形式之一，而且岩石抗拉强度相对较低，压缩强度约为10～30 倍的抗拉强度。因此，抗拉强度是岩体力学中一个重要的指标，抗拉强度在岩体强度准 则的建立，强度包络线的确定以及选择建筑石材中都是非常重要的参数之一。开展岩体 的抗拉强度研究具有重大意义。

目前，在技术层面上对岩石抗拉强度的测定主要采用间接测定法和直接测定法两 种。其中，间接测定法包括劈裂法，点荷载法等，这些方法主要是利用岩石的抗压强度 间接反映其抗拉强度，但是对岩石的抗拉强度起决定性作用的是岩石本身性质方面的因 素，诸如矿物成分、粒间连接、孔隙及裂隙等，且抗压荷载与抗拉载荷受力方式具有本 质区别，因此间接测定法存在诸多弊端，会产生较大误差。

国内长江科学研究院率先使用的带有球形座的套帽式装置一直作为相关试验规范 中推荐的岩石直接拉伸装置，然而，在试验中不难发现，该装置转动灵活度不够，很难 避免偏心拉应。发明专利“一种进行岩石直接拉伸强度及变形测量的系统及方法”(专 利号：Zl201310697933.6)公开了一种岩石直接拉伸强度及变形测量的方法，该方法需 对岩样进行切缝，岩样属硬脆性材料对其进行精密加工较为困难。

因此，如何精确快捷地测定岩石直接拉伸强度一直是岩石力学及其工程地质领域中 的研究热点问题，得到了学者及工程人员的普遍关注。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，并提供一种带自动纠偏装置的岩石拉伸试 验仪，该岩石拉伸试验仪在受力后可以通过力分解原理使拉伸装置始终处于垂直对中拉 应力状态，很好地解决偏心拉应力问题。

实现本发明目的所采用的技术方案为，一种带自动纠偏装置的岩石拉伸试验仪，至 少包括上拉伸单元和下拉伸单元，岩样固定于上拉伸单元与下拉伸单元之间，所述岩石 拉伸试验仪为上下对称结构，上拉伸单元与下拉伸单元均由沿岩样轴向顺序连接的夹持 部、自动纠偏装置和岩样固定部构成；所述自动纠偏装置包括沿岩样轴向顺序安装的上 连接部、立方体核和下连接部，上连接部与下连接部相对的表面上均设有两个对称分布 的支撑耳，四个支撑耳通过销轴与立方体核的四个侧面铰接，位于同一连接部上的两个 支撑耳铰接于立方体核的两相对侧面上；所述夹持部呈柱状，其上开设有2条以上相互 平行的环形凹槽；所述岩样固定部的端部设有黏结槽，黏结槽的槽深为岩样高度的 0.03～0.05倍，岩样固定于黏结槽中。

所述上连接部为阶梯轴，其轴径突变处圆弧过渡，两个支撑耳沿上连接部轴向固定 于上连接部大轴段的端面上，上连接部的小轴段上开设有2条以上相互平行的环形凹槽， 上连接部的小轴段构成岩石拉伸试验仪的夹持部。

所述环形凹槽的凹槽截面呈圆弧状。

所述下连接部的下部开设有开口朝下的黏结槽，下连接部的下部构成岩石拉伸试验 仪的岩样固定部。

所述立方体核为棱边圆弧过渡的正方体。