[发明专利]一种岩石轴向正余弦加卸载单轴试验机装置

权利要求书

1.一种岩石轴向正余弦加卸载单轴试验机装置，其特征在于：包括试验机架（1）、恒力加卸载装置、变力加卸载装置和计算机数据采集系统（13），试验机架（1）包括四根边柱固定的机架底座（27）和机架顶板（26），机架顶板（26）中部开有贯通的矩形通孔（28），恒力加卸载装置包括液压支架（9）、下加压板（3）、液压泵安装台（4）和液压泵（20），液压支架（9）下端固定在机架底座（27）上，液压支架（9）上端固定有液压泵安装台（4），液压泵安装台（4）上部设置有下加压板（3），液压泵（20）固定在液压泵安装台（4）的下部，液压泵（20）通过油管（23）连接有液压恒力轴（24），液压恒力轴（24）贯穿液压泵安装台（4）的中心并与下加压板（3）固定；变力加卸载装置包括上加压板（2）和电动机（14），电动机（14）设置在机架顶板（26）底部，电动机（14）的输出轴连接有旋转圆盘（17），旋转圆盘（17）上开有偏心孔（19），上加压板（2）上部中心位置固定有球形铰架（8），上加压板（2）四周分别固定有弹簧固定杆（6），弹簧固定杆（6）上端与机架顶板（26 ）固定，球形铰架（8）连接有弹簧连接杆（7），弹簧连接杆（7）上端铰接有旋转圆盘（17）的偏心孔（19），上加压板（2）和下加压板（3）间放置有试件（5），试件（5）表面设置有应力传感器（10）和应变传感器（11），应力传感器（10）和应变传感器（11）通过导线（12）连接有计算机数据采集系统（13）；岩石轴向正余弦加卸载单轴试验机装置试验方法，具体包括如下步骤：S1. 将试样（5）放置在下加压板（3）上；S2. 将应力传感器（10）和应变传感器（11）分别加装到试件（5）上，并将两种传感器分别连接到计算机数据采集系统（13）；S3.将上加压板（2）、下加压板（3）与试件（5）接触，此时恒力加卸载装置和变力加卸载装置均对试件不产生作用力，保证上加压板（2）对试件（5）产生的作用力为0；S4. 开启液压泵（20）,使恒力加卸载装置工作，此时液压恒力轴（24）对下加压板（3）产生5MPa的压力，使试件（5）受到一个恒定大小为5MPa的力；S5. 调节旋转圆盘（17），使弹簧连接杆（7）与旋转圆盘（17）连接处于弹簧连接杆（7）不受力的位置，此时弹簧连接杆（7）对上加压板（2）作用力为0；S6. 开启电动机（14），使旋转圆盘（17）开始工作，旋转圆盘（17）以10rad/min的角速度逆时针旋转，并带动与偏心孔（19）铰接的弹簧连接杆（7）做上下往复式运动，从而实现弹簧连接杆（7）对下加压板（3）产生正余弦变化压力；S7. 根据计算机数据采集系统（13）采集的应力应变曲线可以得到试件（5）在正余弦加压状态下的弹性模量物理参数。

2.根据权利要求1所述的一种岩石轴向正余弦加卸载单轴试验机装置，其特征在于：液压支架（9）包括4根呈正方形布设的相同液压杆。

3.根据权利要求2所述的一种岩石轴向正余弦加卸载单轴试验机装置，其特征在于：弹簧固定杆（6）在上加压板（2）上部呈正方形布设。

4.根据权利要求1或2所述的一种岩石轴向正余弦加卸载单轴试验机装置，其特征在于：电动机（14）上设置有电动机电源连接部（15）和电动机控制部（16）。

5.根据权利要求1或3所述的一种岩石轴向正余弦加卸载单轴试验机装置，其特征在于：液压泵（20）上设置有液压泵动力连接部（21）和液压泵控制器（22）。

6.根据权利要求1所述的一种岩石轴向正余弦加卸载单轴试验机装置，其特征在于：液压恒力轴（24）为液压缸，液压恒力轴（24）的一端固定在液压泵安装台（4）的底部，另一端贯穿液压泵安装台（4）并固定在下加压板（3）的底部。