[发明专利]一种用于点荷载试验的岩石试块固定装置

说明书

本发明提供了一种用于点荷载试验的岩石试块固定装置，包括用于放置岩石试块的承载盒，承载盒包括上板、下板与侧板，下板通过弹性连接件与承载盒主体连接，弹性连接件的弹力大于岩石试块与下板的重力之和，使得将岩石试块放入承载盒后，岩石试块可在弹性连接件的弹力作用下随下板向上移动至最终与上锥形压头相抵，从而使岩石试块被固定。本发明使得点荷载试验过程中，不再需要人工用手去抓持岩石试块，消除了安全隐患，提高了操作的便捷性，节省人力。通过承载盒的上板与侧板对岩石试块起防溅作用、增强试验安全性的同时，还杜绝了岩石试块裂开后形成的小块体发生崩落与长距离的移动的可能性，方便小块体后期的拼接复原。

技术领域

本发明涉及点荷载试验设备，尤其是一种用于点荷载试验的岩石试块固定装置。

背景技术

为了得到岩石的单轴抗压强度，一般需要将岩石加工成标准岩石试样，在室内采用压力机对岩石试样进行抗压试验。加工标准岩石试样的过程难免会对原始岩石造成二次破坏，例如：破坏了岩石本身内部细微构造，从而一定程度上影响了试验结果的准确性。而点荷载试验不需要对原始岩石进行加工就可以对岩石试块进行试验，具备一定的优势。

点荷载试验被广泛应用到各个工程领域，例如：矿山工程、土木工程及地质工程等。点荷载试验相比较室内岩石力学试验，具有便携性、快速性、低廉性等特点。点荷载试验过程中，采用点荷载试验仪完成岩石试块的强度测定，主要有底座、手摇液压泵、锥形压头、以及固定杆等部件组成。在工作现场，选取要测定的岩石试块，放在点荷载试验仪的上下两个加压锥形头之间，手摇液压千斤顶压杆直至岩石试块破坏后，停止加压(即停止操作压杆)。

现有的点荷载试验仪存在以下缺陷：

1、岩石试块在试验前靠人工手持定位，用手抓持岩石试样并送至靠近上锥形压头底部的位置，由于上锥形压头不能保持试块的稳定，需要下部锥形压头压到岩石试块时，使试块不动后才能够松手，一方面，锥头容易压到手，存在较大安全隐患；另一方面，在下部锥形压头压到岩石试块之前，一只手固定住岩石试块不能松开，而另一只手需要操作液压千斤顶压杆使下部锥形头上升，具有很大的不便捷性。

2、将岩石试块固定后，继续手摇液压千斤顶直至试块压坏后，停止加压。这个过程，岩石试块由于受到压力，容易产生崩裂，加压后的岩石试块具备了能量，岩石试块碎屑会向四周飞溅，一方面极容易伤害到试验操作人员；另一方面，崩裂的岩石试块飞溅至四周后，各分裂后的块体位置发生变化，较难找到分裂后的块体在试验前的整体试块上的原始位置，尤其是对于本身脆性较大的岩石，崩裂后产生的小块体数量多，很难对试验后的破碎小块体进行拼接复原，进而不能针对崩裂后的岩石试块的形态、裂纹破坏等情况与试验前的整体试块进行对比分析，影响研究工作的开展。

专利CN201320808075.3公开了一种带径向夹持的点荷载试验装置，它包括用于加荷的液压式压力试验机和与压力试验机配套使用的试件夹持装置以及上、下加荷锥；试件夹持装置结构是：在液压式压力试验机的液压油缸柱头的中心轴上设有高度能调的垫柱，垫柱上设有垫板；垫板两端对称设有能上下调节的左、右纵向杆；在左、右纵向杆上的对称位置分别设有能水平推拉的横向杆，两根横向杆的内端头分别设有弧形的弹性夹持垫，要求两个夹持垫的弧形对应。该专利主要是设计了一种径向夹持装置，在一定程度上达到了安全测试的目的，但专利CN201320808075.3仍存在以下几点不足之处：

1、结构复杂，操作繁琐。使用专利CN201320808075.3公开的夹持装置最少需要前后左右4个连接杆才能达到固定岩石试块的目的，结构较为复杂；且为了夹持一个岩石试块可能需要调节4次垫板连接杆，且左右都要调节，如果调节位置不合适，还会对试验结果造成影响。一般点荷载试验会开展成百上千次岩石试块试验，每次试验都要调整垫板连接杆，这就无形中增加了试验时间。