[发明专利]一种岩石双轴拉伸实验装置及其应用方法

权利要求书

1.一种岩石双轴拉伸实验装置，岩石试样为长方体形样体，其特征在于：本装置包括底座、竖向的固定框架和活动框架、横向的可伸缩组件，底座横向布置，固定框架连接于底座的中心位置处，活动框架可上下运动的穿套连接于固定框架上，固定框架的上端位于活动框架的上、下端之间，固定框架的上端连接有上拉伸垫板，活动框架的下端连接有下拉伸垫板，可伸缩组件包括横向加载板及其连接的传力件，传力件对称连接于底座上，分置于固定框架的两侧，活动框架的上端和传力件之间联动，试样的顶面和底面分别与两拉伸垫板粘结、一对侧面分别与横向加载板粘结，给活动框架的上端施加向下的竖向荷载时，活动框架向下运动的同时带动传力件横向运动，对试样同时进行竖向和横向双轴拉伸。

2.根据权利要求1所述的岩石双轴拉伸实验装置，其特征在于：所述底座的上表面为水平面，所述固定框架包括水平顶板和连接于水平顶板下侧的支撑件，支撑件的下端连接于底座的上表面。

3.根据权利要求2所述的岩石双轴拉伸实验装置，其特征在于：所述活动框架包括矩形顶板、矩形底板和连接柱，矩形顶板的平面尺寸大于矩形底板的平面尺寸，两者均水平布置，矩形底板的四个角部分别固定有连接柱，连接柱的上端穿过所述固定框架的水平顶板后固定于矩形顶板上。

4.根据权利要求3所述的岩石双轴拉伸实验装置，其特征在于：所述固定框架的水平顶板上对应所述连接柱位置处安装有直线轴承，连接柱的上端从直线轴承中穿过，直线轴承给连接柱的上下运动导向。

5.根据权利要求3所述的岩石双轴拉伸实验装置，其特征在于：所述底座的上表面对应活动框架的矩形底板位置处有矩形凹槽，矩形底板位于该矩形凹槽中。

6.根据权利要求3所述的岩石双轴拉伸实验装置，其特征在于：所述可伸缩组件的传力件为横向拉伸杆，横向拉杆配套有滑轨，横向拉伸杆的一端连接所述横向加载板，另一端通过滑槽连接于滑轨上，滑轨关于固定框架对称连接于所述底座的上表面对应活动框架矩形顶板的长度方向中心面处。

7.根据权利要求6所述的岩石双轴拉伸实验装置，其特征在于：所述活动框架矩形顶板的两端分别和所述横向拉伸杆之间铰接有联动杆，联动杆的两端均可绕铰接处转动。

8.根据权利要求3所述的岩石双轴拉伸实验装置，其特征在于：所述活动框架的矩形底板上开设有T型槽，所述下拉伸垫板的横截面形状为工字型，下拉伸垫板的下翼板插接于T型槽中。

9.根据权利要求2所述的岩石双轴拉伸实验装置，其特征在于：所述上拉伸垫板为矩形板，其中心位置处连接有螺杆，螺杆穿过所述固定框架的水平顶板后通过螺母锁紧。

10.一种利用权利要求1所述装置进行岩石双轴拉伸实验的方法，包括以下步骤：

（1）将横向加载板粘结于试样的一对侧壁，将试样粘结于下拉伸垫板的上表面；

（2）将下拉伸垫板连接于活动框架的矩形底板上；

（3）将内框架向上提升，将横向加载板与传力组件连接；

（4）将试样与上拉伸垫板粘结；

（5）利用岩石剪切流变仪给活动框架的上端施加向下的竖向荷载，直至试样断裂破坏；加载过程中采用前置摄像机对试样内部的裂纹扩展过程进行拍摄，并记录实时载荷、位移及对破坏面进行观察与拍照；

（6）实验结束后对记录数据进行分析；

（7）更换试样，重复上述步骤，给试样施加不同的竖向荷载。