[发明专利]一种在圆盘岩样上制作裂缝和中心圆孔的实验装置及方法

说明书

本发明公开了一种在圆盘岩样上制作裂缝和中心圆孔的实验装置及方法，包括定位装置、固定装置、转接头、切割片和钻头；转接头安装在岩石研磨机的电动机的输出轴上，切割片和钻头安装在对应的转接头上，定位装置安装在岩石研磨机的电磁铁上，电磁铁上设置有定位圆柱，定位圆柱与定位装置的定位孔相配合，固定装置通过丝钉安装在定位装置的夹板上；本发明能防止钻头钻出时对圆盘岩样表面的破坏，同时能保证两个钻进孔轴线重合，钻出的孔完全相通。精确制备两个边裂缝在同一直径上且对称。保证预制的中心裂缝面通过圆盘中心轴线，根据设计的中心裂缝长度进行加工。本发明能够提高岩样加工精度和效率。

技术领域

本发明属于加工设备技术领域，具体涉及一种在圆盘岩样上制作裂缝和中心圆孔的实验装置及方法。

背景技术

巴西圆盘劈裂试验自1978年被国际岩石力学学会推荐作为测定岩石抗拉强度的间接方法后，在国内外获得了广泛应用，在我国，该方法已被列入国家标准《工程岩体试验方法标准》和行业标准《水利水电岩石试验规程》中。

边裂缝圆盘、中心裂缝圆盘或中心圆孔圆盘试样由于可实现Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅰ、Ⅱ复合型断裂，成为岩石断裂力学试验中常用的试样。在岩石上制备边裂缝、中心裂缝或中心圆孔巴西圆盘具有一定的难度，其加工精度对于试验是否成功具有重要的影响。

现在制备含有中心裂缝圆盘的实验装置很难让两个切割裂缝面重叠，并保证预制裂缝面通过圆盘中心点，也不容易确定预制裂缝的各个参数。制备巴西圆盘中心圆孔时，多数设备容易出现损伤圆盘周边和盘面表皮的情况，中心圆孔的轴线也不容易通过圆盘中心轴线。制备两个对称且在同一直径上的巴西圆盘边裂缝时，多数设备很难保证制备的两个边裂缝在同一直径上且对称。

发明内容

针对上述现有技术中描述的不足，本发明的目的是提供一种能在巴西圆盘岩样上精确制作边裂缝、中心裂缝和中心圆孔的实验装置及方法。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种在圆盘岩样上制作裂缝和中心圆孔的实验装置，包括定位装置、固定装置、转接头、切割片和钻头；转接头安装在岩石研磨机的电动机的输出轴上，切割片和钻头安装在对应的转接头上，定位装置安装在岩石研磨机的电磁铁上，电磁铁上设置有定位圆柱，定位圆柱与定位装置的定位孔相配合，固定装置通过丝钉安装在定位装置的夹板上；所述固定装置包括两个对称设置的平台，在平台的外侧设置有若干等距分布的安装孔，安装孔与定位装置的夹板上的水平安装孔和竖直安装孔相对应配合，水平安装孔的孔距和竖直安装孔的孔距相等，竖直安装孔位于水平安装孔的中垂线上，且最下方的竖直安装孔与中垂线上的水平安装孔的距离等于水平安装孔的孔距；平台的内侧为弧形曲面。弧形曲面可以包裹圆盘岩样弧度的2π/3，便于边裂缝的切割。

所述定位装置为平台虎钳，包括虎钳底座、刻度盘、转盘、夹板、活动钳口和固定钳口，虎钳底座的一侧设置有定位孔，定位孔与岩石研磨机上的定位圆柱对应，在虎钳底座上固定有刻度盘，刻度盘上安装有可转动的转盘，在转盘上与刻度盘的零刻度线相对应的位置安装有指针，在平台虎钳的活动钳口和固定钳口均安装有夹板，所述夹板包括横板和竖板，竖板固定在横板的中部，横板上设置有若干固定安装孔和若干用于安装固定装置的水平安装孔，水平安装孔高于平台虎钳的上端面，夹板通过固定安装孔安装在平台虎钳的活动钳口和固定钳口上；所述竖板上设置有若干用于安装固定装置的竖直安装孔，竖直安装孔的孔距和水平安装孔的孔距相等，竖直安装孔位于水平安装孔的中垂线上，且最下方的竖直安装孔与中垂线上的水平安装孔的距离等于水平安装孔的孔距。

所述安装孔为三个，分别为左安装孔、中安装孔和右安装孔；所述水平安装孔为三个，分别为左水平安装孔、中水平安装孔和右水平安装孔；竖直安装孔为一个，竖直安装孔位于左水平安装孔、中水平安装孔和右水平安装孔的中垂线上，且竖直安装孔与中水平安装孔、左水平安装孔与中水平安装孔和右水平安装孔与中水平安装孔的距离相等；中安装孔与夹板上的中水平安装孔对应，左安装孔与夹板的左水平安装孔对应，右安装孔与夹板上的右水平安装孔对应。