[发明专利]岩石单轴抗压强度多尺度试验机横向加载装置

说明书

技术领域

本发明属于工程技术领域，涉及一种岩石单轴抗压强度多尺度试验机横向加载装置及试验方法，适应于不同尺寸的岩石抗压强度测试。

背景技术

利用单轴压力试验机测试岩石的抗压强度等力学性质是工程界等常用的试验方法。从资料查询来看，岩石抗压强度的试验设备是常规的力学设备。但目前国内外相关的试验机测试岩石试样的尺寸规格较少且尺寸较小，往往只能测试单一尺寸或者测试两至三种尺寸。设备的主要局限性表现为：(1)随着试样截面尺寸的增大，仪器的加压荷载会按面积的比例增大(即按一维尺寸比例的平方增大)，根据目前市场上调研的结果，通过伺服液压控制加载的荷载一般最大达到10000KN左右，以方形100mm*100mm*100mm的岩石试样为例，若其抗压强度为100MPa，则法向荷载的压力值将达到1000KN；在不考虑抗压强度尺寸效应的情况下，400mm*400mm*400mm的岩石试样，其一维尺寸比例为100mm*100mm*100mm的岩石试样4倍，在不考虑抗压强度尺寸效应等因素的影响下，其则法向荷载的压力值将达到16000KN，常规的荷载值已不能满足该尺寸的试样。(2)个别试验机只通过调整试样(试样形状多为棱柱体或圆柱体)的长度开展尺寸效应试验，即试验加压的截面尺寸不变(该截面为方形或圆形)，而试样长度按比例增大。该方法由于加载的试样截面面积不变，因此加压荷载不会随着尺寸长度按比例增大，通过该方法实现更大的试验尺寸，克服了上述第一点的问题，但会导致试验机结构竖向框架尺寸往往较大，常规的实验室空间无法实现设备的摆放。此外，大跨度的试验竖向液压缸悬空，没有导向轨等侧向支撑，容易发生试件失稳，对加载的液压缸等构件造成破坏。目前市场上的试验以竖向加载为主。试验机加载长度也以小尺寸试样为主。

可见，由于受试验加载力的大小，以及试验空间等多种条件的限制，岩石单轴抗压强度多尺度试验机在满足大尺度试样的试验上还未见有突破。

发明内容

为了克服已有岩石单轴抗压强度不能开展多尺度的试验，特别是不能开展大尺寸试样的抗压试验的不足，本发明提供了一种岩石单轴抗压强度多尺度试验机横向加载装置，通过调整试验机框架结构，将加载框架设置成横向的结构机架，以实现大跨度的试样加载试验。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种岩石单轴抗压强度多尺度试验机横向加载装置，所述横向加载装置包括框架、荷载加载机构和载荷导向及支撑机构，所述荷载加载机构分布在框架的两侧，其中一个载荷加载机构具有自锁组件，两个荷载加载机构的动作端相对设置且相互之间为供试样放置的加载工位，所述荷载加载机构的下方设有所述载荷导向及支撑机构，所述载荷导向及支撑机构包括导轨槽、移动滑轮和用于支撑荷载加载机构的支撑台，所述导轨槽设在框架内，所述导轨槽内装有移动滑轮，所述支撑台的两端安装所述移动滑轮，所述移动滑轮的移动方向与所述荷载加载机构的动作方向平行。

进一步，所述荷载加载机构包括伸缩式油缸、试验力传感器和加载板，所述伸缩式油缸安装在框架上，所述伸缩式油缸的动作端与试验力传感器的一端连接，所述试验力传感器的另一端与加载板连接。

优选的，一侧的伸缩式油缸为加载油缸，另一侧的伸缩式油缸为支撑油缸，所述支撑油缸带有机械式自锁组件。

再进一步，所述横向加载装置还包括试件高度调节装置，所述试件高度调节装置包括下部调节装置，所述下部调节装置与移动导轨槽连接。

所述下部调节装置为丝杠机构。

更进一步，所述试件高度调节装置包括上部调节装置，所述上调节装置安装在所述下调节装置的上端，所述上调节装置包括内螺丝和内螺丝扣，所述内螺丝可升降地安装在内螺丝扣内。

所述横向加载装置还包括拼接式轻质钢化玻璃，所述拼接式轻质钢化玻璃包括侧向钢化玻璃和顶盖钢化玻璃。

所述侧向钢化玻璃可上下移动地设置在框架两侧，所述顶盖钢化玻璃可内外移动地设置在宽假顶部两侧，所述侧向钢化玻璃和顶盖钢化玻璃围成封闭加工空间。

本发明的有益效果主要表现在：

(1)通过横向加载装置实现了试验机的加载机构从纵向向横向的空间跨度的转换，克服了尺寸效应试验机由于试样长度过大，导致试验机的纵向框架高度太高，影响室内的空间放置。