[发明专利]一种用于岩土劈裂试验的试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种用于岩土劈裂试验的试验装置及试验方法，该试验装置包括机架、下部台座、上部台座和楔入型加载机构，楔入型加载机构包括水平安装轴、第一楔入板、第二楔入板和驱动电机，驱动电机与第一楔入板和第二楔入板之间设置有齿轮齿条传动机构，第一楔入板上安装有角度测量尺，试验方法包括：一、准备所需的圆柱体岩土试样；二、安装圆柱体岩土试样；三、加载圆柱体岩土试样；四、重复步骤一至步骤三，进行多组试验，得到多组试验结果；五、观察并分析多组试验结果，总结裂纹开裂走向的规律。本发明不仅解决了加载过程中圆柱体岩土试样偏移的问题，保证了圆柱体岩土试样的两个横向截面上所受到的加载力的均匀性，提高了试验结果的精度。

技术领域

本发明属于岩石力学与工程技术领域，涉及一种用于室内岩土力学试验中测量岩土试样的劈裂抗拉强度的试验装置，具体涉及一种用于岩土劈裂试验的试验装置及试验方法。

背景技术

岩土属于典型的脆性材料，直接测试其抗拉强度十分困难，所以一般普遍采用巴西圆盘劈裂试验用以代替土的抗拉强度。但是该方法需对岩土试样施加対径压缩载荷，这使得加载线附近由于强烈的应力集中而发生压破坏，测得的抗拉强度与真实值存在较大的差异，在一定程度上说违背了岩土抗拉强度的定义。为了降低标准巴西圆盘劈裂试验中对径线加载所引起的应力集中的程度，改进巴西圆盘劈裂试验，本发明提供利用一种用于岩土劈裂试验的试验装置及试验方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于岩土劈裂试验的试验装置，其结构简单、设计合理，通过楔入型加载机构对圆柱体岩土试样进行加载，不仅解决了加载过程中圆柱体岩土试样偏移的问题，而且能够解决巴西圆盘劈裂试验中因为对径线加载而引起圆柱体岩土试样应力集中的问题，在试验加载过程中，能够使圆柱体岩土试样的竖直中线始终与水平安装轴的轴线相垂直，保证了圆柱体岩土试样的两个横向截面上所受到的加载力的均匀性，提高了试验结果的精度。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于岩土劈裂试验的试验装置，其特征在于：包括机架、安装在所述机架底端用于放置圆柱体岩土试样的下部台座、安装在所述机架上端的上部台座和安装在所述上部台座上的楔入型加载机构，所述机架包括多个呈矩形布设的立柱、平行设置在所述立柱上的底板和顶板，所述下部台座包括位于所述底板正上方的试验平台、安装在所述试验平台上的凸块和固定安装在所述试验平台上用于调整所述试验平台位置高度的第一调节丝杆，所述底板上安装有与第一调节丝杆相配合的第一螺纹套；所述上部台座包括位于所述顶板正下方的水平安装板、安装在所述水平安装板上的竖直安装板和固定安装在所述水平安装板上用于调整所述水平安装板位置高度的第二调节丝杆，所述顶板上安装有与所述第二调节丝杆相配合的第二螺纹套；所述楔入型加载机构包括水平安装轴、转动安装在所述水平安装轴上的第一楔入板和第二楔入板，以及用于驱动所述第一楔入板和第二楔入板开合的驱动电机，所述水平安装轴的一端固定安装在所述竖直安装板上，所述驱动电机与所述第一楔入板和第二楔入板之间设置有齿轮齿条传动机构，所述第一楔入板上安装有角度测量尺。

上述的一种用于岩土劈裂试验的试验装置，其特征在于：所述齿轮齿条传动机构包括安装在所述第一楔入板远离所述水平安装轴一侧的第一弧形齿条、安装在所述第二楔入板上远离所述水平安装轴一侧的第二弧形齿条以及与所述第一弧形齿条和第二弧形齿条均啮合的双齿轮，所述双齿轮安装在所述驱动电机的输出轴上。

上述的一种用于岩土劈裂试验的试验装置，其特征在于：所述第一楔入板的宽度尺寸大于所述第二楔入板的宽度尺寸，所述第一弧形齿条和第二弧形齿条呈同心圆布设，第二弧形齿条与所述双齿轮的小齿轮相啮合，所述第一弧形齿条与所述双齿轮的大齿轮相啮合，所述第一楔入板上开设有供第二弧形齿条穿过的让位孔。

上述的一种用于岩土劈裂试验的试验装置，其特征在于：所述第一楔入板靠近所述竖直安装板一侧端面上设置有第一插销，所述第二楔入板靠近所述竖直安装板一侧端面上设置有第二插销，所述竖直安装板上开设有供所述第一插销和第二插销滑移的弧形槽。