[实用新型]一种岩石试件轴向加载及压力稳定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种岩石试件试验加载装置，尤其涉及一种岩石试件轴向加载及压力稳定装置。

背景技术

在岩体工程领域中，现场岩体工程的退化失效通常是荷载和环境因素(如冻融、化学和干湿等)耦合作用下的结果，因此研究荷载与环境因素耦合作用下岩体工程的破坏机理和防治措施是当前重要的研究方向。当前常用室内岩石力学实验的手段来分析岩体工程，但没有一套有效的实验设备来全过程实现岩石在荷载与环境因素耦合作用。目前主要的方法都是先对未承受荷载的岩石进行环境处理，再进行岩石力学实验，为了克服这个问题，一些学者提出了以下的方法。

目前用于研究岩石在荷载与环境因素耦合作用下破坏机理的方法是通过千斤顶等加载装置直接对岩石施加一定荷载，将千斤顶和岩石作为一体然后至于目标环境中，或是通过千斤顶对弹簧加载变形对岩石施加一定荷载，然后保持弹簧稳定，卸除千斤顶，将弹簧和岩石作为一体放入到目标环境中。这种方法虽然可以实现荷载与环境因素的耦合，但在实际的应用过程中会受到限制，存在如下缺点：

1、千斤顶在对岩石施加荷载时，荷载的大小很难直接获得；如果将千斤顶和岩石作为一体放入到目标环境中，千斤顶可能会占用宝贵的空间，同时千斤顶在目标环境中不一定能保持正常工况，导致压力不稳定；

2、通过千斤顶对弹簧加载变形对岩石施加一定荷载，荷载的大小可以通过弹簧的变形和刚度得到，但是由于荷载通常较大，使用的弹簧一般为蝶形弹簧(能提供稳定荷载)，在较大荷载下的变形量很小，读取过程中误差大，导致实际承受的荷载与理论不一致；

3、千斤顶和岩石为一体，或是弹簧和岩石为一体，千斤顶的摇杆在加载过程中的上、下的频繁运动，对于整个装置的稳定性有一定的影响，可能会造成整个装置晃动。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种岩石试件轴向加载及压力稳定装置，该装置不仅加载均匀和控制准确，且能按预定载荷对试件施加压力，使试件从该装置中移出后的载荷保持不变，以满足后续在冻融、化学和干湿等复杂耦合环境下的实验要求。

为解决上述技术问题，本实用新型所提供的岩石试件轴向加载及压力稳定装置，包括外架单元，所述外架单元包括对应设置的外架下垫板和外架上垫板，所述外架下垫板和外架上垫板之间设有对试件施加轴向载荷的加载单元及保持载荷稳定的稳力单元；

所述稳力单元包括垂直设置于外架下垫板上的四个内架丝杆、从下到上依次滑套于所述内架丝杆上的内架下垫板、内架中垫板、内架上垫板，在内架丝杆上位于内架上垫板的上方和下方、内架中垫板的上方以及内架下垫板的下方均设有调节螺母，在内架丝杆上位于内架下垫板和内架中垫板之间套设有蝶形弹簧组；

所述加载单元包括放置在内架上垫板上的千斤顶、设置于千斤顶上用于测量输出载荷的传感器，所述传感器连接有数显表；

所述外架上垫板和外架下垫板上设有供外架丝杆穿装的通孔，所述外架上垫板和外架下垫板滑套于所述外架丝杆上，所述外架丝杆上位于外架上垫板的上方及外架下垫板的下方分别设有锁紧螺母，所述千斤顶夹持固定在所述外架上垫板和内架上垫板之间。

进一步的，所述千斤顶的中心线、内架上垫板的中心线、内架中垫板的中心线、内架下垫板的中心线在一条直线上。

进一步的，所述千斤顶为分离式薄型千斤顶，其活塞形状为凸形，凸形上半部向上伸出至分离式薄型千斤顶外并设有螺纹，下半部为分离式薄型千斤顶的内置移动活塞。

具体的，所述千斤顶通过液压管连接有手动液压泵。

进一步的，所述传感器为轮辐式称重传感器，所述轮辐式称重传感器通过位于其中心的螺纹通孔与分离式薄型千斤顶活塞上半部连接。

进一步的，所述内架上垫板底端中心位置处通过球铰连接有垫板。

进一步的，所述内架中垫板上端面与垫板对应处设有凸台。

进一步的，所述内架丝杆与所述外架下垫板可拆卸连接。

采用上述技术方案的岩石试件轴向加载及压力稳定装置，所述锁紧螺母和调节螺母均为高强度螺母。