[发明专利]用于岩石拉伸试验的嵌入式锚固装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种用于岩石拉伸试验的嵌入式锚固装置及试验方法，它包括试件锚固构件和握裹式夹持构件，其中所述的试件锚固构件，包括对称设置的上位锚固组件和下位锚固组件，上、下位锚固组件分别嵌入试件上下两个端部对试件进行锚固；所述的握裹式夹持构件有两套，分别设置在上位锚固组件和下位锚固组件外围，通过对锚固组件的加固实现从外部对试件进行包裹夹持。本发明采用嵌入式方法锚固试件，使得试件的受拉方向与试件长度方向一致，与试件理论论受力方向更接近，在拉伸时，试验机给与的拉力通过杆状体传递给与杆状体锚固段接触的那一段试件，然后由锚固端的试件再去拉试件，使得试件受力更加均匀，所得结果更加准确。

技术领域

本发明涉及一种用于测量岩石拉伸刚度的直接拉伸试验技术，尤其是用于岩石拉伸试验的锚固装置

背景技术

在隧道、矿业等地下岩石工程中，由于岩体中不连续结构面易在拉应力作用下张开、扩展，使得拉伸破坏是工程开挖扰动后围岩的一种主要破坏形式。因此，岩石的抗拉强度、拉伸刚度等力学参数在围岩稳定性分析、支护设计等过程中起重要作用。通常，岩石的刚度参数(杨氏模量)由压缩试验获得，而对于大多数岩石材料，其压缩刚度(杨氏模量)远大于其拉伸刚度。岩石直接拉伸试验是获取岩石拉伸刚度的主要方式，而如何对岩石试件进行固定一直是个比较难解决的问题，在岩石试件与试验机相连接的过程中，由于固定不紧在岩石拉伸过程中易产生脱落现象，而锚固过紧则易将试块压坏。而将两端固定处改变形状的固定方法虽然提高了固定效果，但固定处易先于试件破坏，且试件的受力方向与理想受力方式有较大区别，试验所得结果与理论值也会有较大偏差。目前岩石拉伸试验时固定试件的方法有以下几种：

一是将试件端部做大，整体试件呈哑铃状，拉伸试验机直接夹持试件端部哑铃部位，这种方法虽然方便固定，但试件在哑铃颈部常会优先断裂。

二是将试件端部割出一圈凹槽，拉伸试验机直接从外面勒住凹槽部位，拉伸时，这种方法也是在凹槽处优先断裂。

上述两种方法，就如文章《Laboratory Determination of DirectTensileStrength and Deformability of Intact Rocks》中公开的技术，由于改变试件端部形状，导致在拉伸时试验机的拉力方向与试件长度方向存在偏差，导致试件受力不均匀，所得结果不准确。

三是直接用套筒状或是抓状的夹具或者再配合加胶的方式对正常试件进行夹持与固定，比如中国专利申请号201310507021.8公开的一种套筒粘接的岩石直接拉伸试验装置及试验方法。这种方法夹的过紧容易在拉伸前就将试件压坏，夹的过松容易在拉伸过程中松动脱落，另外由于加胶粘结试件，导致试件受力不均匀，对实际测得的结果也会有影响。

四是用胶水连接，要么直接在试件端部和试验机相连接的地方涂抹胶水，比如中国专利申请号201510054944.1公开的一种岩石轴向拉伸试验装置及岩石轴向拉伸试验方法，这种方法可能会出现粘连不紧或受力不均匀(比如中间有气泡或者试件某处不易粘)的现象，胶水涂过多容易溢出到试件侧表面对试验结果产生影响，过少容易粘不紧脱落。要么是直接用一团胶水将试件端部包裹进行拉伸，比如中国专利申请号201610043973.2公开的一种带自动纠偏装置的岩石拉伸试验仪，由于胶为柔性并具有较高的延展性，在拉伸过程冲可能会出现错动拉长现象，对试验结果产生较大影响。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供一种更为理想的岩石拉伸试验的锚固装置及试验方法。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种用于岩石拉伸试验的嵌入式锚固装置，其特征在于，它包括试件锚固构件和握裹式夹持构件，其中:

所述的试件锚固构件，包括对称设置的上位锚固组件和下位锚固组件，上、下位锚固组件分别嵌入试件上下两个端部对试件进行锚固；