[发明专利]一种非标准岩石试件力学参数测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种非标准岩石试件力学参数测试装置，它包括用于加荷的液压式压力试验机，所述的液压式压力试验机是由机架主体、液压油缸、传力柱、设在传力柱上的压力传感器、伺服加载系统和计算机组成，其特征在于，在液压式压力试验机的加载面设有上、下加荷锥，此外还包括一个试件夹持装置；

所述的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单面呈弧形凹陷的弹性夹持垫，要求两个夹持垫的弧形凹陷方向对应；其中：

所述的垫柱整体由多个柱形块体组成，便于通过加减柱形块体来调节下加荷锥的高度，能够满足不同尺寸试件试验的需要，柱形块体之间使用螺纹杆连接；整个垫柱的上端面和下端面的中心位置都设有螺纹孔，上端面的螺纹孔使用相应的螺纹杆配合与垫板连接，下端面的螺纹孔，使用螺纹杆将垫柱与油缸柱头连接；

所述的垫板为具有一定厚度的狭长钢板，垫板中心位置设有一个螺纹孔，使用螺纹杆把垫板和下加荷锥连接；垫板两端有两个对称的竖直方向圆形通孔，用于配合纵向杆的插入和上下调节，要求垫板上两端圆形通孔的间距大于垫柱的直径，便于纵向杆的上下调节；垫板两侧面各有一个水平方向螺纹孔，用于安装水平方向固定螺母，通过旋紧水平方向固定螺母起到固定纵向杆的作用；

所述的左、右纵向杆断面均为圆柱形，用于配合插入垫板两端的圆形通孔中，纵向杆上部有一个水平方向矩形通孔，用于配合横向杆的插入与调节；在纵向杆上端面有竖直方向固定螺母，通过调节竖直方向固定螺母来固定横向杆；纵向杆上标有刻度，调节纵向杆时便于标定试件支撑高度；

所述的横杆断面为矩形断面，一端固定并支撑夹持垫；另一端插入纵向杆上端的矩形通孔中，横杆在矩形通孔中实现水平推拉，以达到调节两夹持垫间距的目的；横向杆上标有刻度，根据试件水平方向大小，通过调节横向杆，达到试验要求位置，并确保夹持固定住试件；

所述的夹持垫为一个单面呈弧形凹陷的块体橡胶垫；

所述的上加荷锥安装在液压式压力试验机的传力柱上；所述的下加荷锥设在试件夹持装置的垫板上；并使上、下加荷锥位于液压式压力试验机加载轴向上。

2.一种利用权利要求1所述的测试装置对非标准岩石试件力学参数进行测试的方法，其特征在于，步骤如下：

第一步：组装测试装置

依次将垫柱和垫板放到液压式压力试验机的试验台上，把垫柱固定在液压式压力试验机油缸柱头的中心位置，并将垫柱和垫板固定连接；再将上加荷锥连接到试验机的传力柱上，下加荷锥连接到垫板上，确保垫板和垫柱的中轴线与液压式压力试验机传力柱中轴线一致；将夹持装置的纵向杆插入垫板两端的圆形孔中；把带有弹性夹持垫的横向调节杆插入纵向调节杆上部的矩形通孔中；

第二步：试件的夹持

把试件放到上、下加荷锥之间，启动液压式压力试验机，使油缸柱头移动，使两加荷锥距离稍大于试件加荷点间的距离，调节纵向杆和横向杆，并配合旋紧水平方向固定螺母和垂直方向固定螺母，确保能够按照不同加载方式的要求将试件固定于两加荷锥之间；

第三步；试件力学参数的测试

启动液压式压力试验机使油缸向上行程对试件实施压力，通过伺服加载系统控制加载速率和时间，压力传感器输出试件所受压力的信号送至计算机，上述信号经计算机处理得到试件破坏过程线，从曲线中得到点荷载试验的破坏荷载，经换算得到岩石试件的实际强度和变形参数。