[发明专利]一种动静载叠加式岩石力学试验机及试验方法

权利要求书

1.一种动静载叠加岩石力学试验方法，利用一种动静载叠加式岩石力学试验机，包括静态加载装置、动态加载装置和监测系统，静态加载装置包括顶梁、立柱、加载油缸、底座、承压柱和横梁，动态加载装置包括蓄能弹簧、伸缩柱、蓄能控制油缸、电磁铁、升降油缸和防护垫板；所述静态加载装置的顶梁下方的两侧设置有立柱，加载油缸设置在底座上，承压柱设置在加载油缸上方；所述动态加载装置的伸缩柱和蓄能控制油缸设置在顶梁和横梁之间，横梁设置在顶梁的下方，伸缩柱上套设有蓄能弹簧，蓄能控制油缸下端设置有电磁铁，横梁和立柱之间设置有升降油缸和防护垫板；

所述伸缩柱上套设有蓄能弹簧，蓄能弹簧的两端和伸缩柱的两端固定，另外蓄能弹簧的最大伸展长度大于伸缩柱的伸展长度，蓄能弹簧的最小收缩长度小于伸缩柱的收缩长度；

所述监测系统包括蓄能荷载传感器、第一荷载传感器、第二荷载传感器和冲击位移传感器；所述伸缩柱和顶梁之间设置有蓄能荷载传感器，加载油缸上方设置有第一荷载传感器，所述承压柱设置在第一载荷传感器的上方，横梁下方设置有第二荷载传感器，岩石试件放置在第二载荷传感器和承压柱之间；所述顶梁下方还设置有冲击位移传感器；

所述横梁两端设置有滚珠，立柱上设置有和滚珠配合的卡槽；立柱为柱状结构，并在立柱的柱体上开设有开槽，开槽的纵向截面呈L形；

所述升降油缸设置在横梁下方的两侧，防护垫板和升降油缸相邻布置，防护垫板上端面和横梁的距离大于横梁的最大冲击位移；

所述加载油缸、蓄能控制油缸、电磁铁和升降油缸受控制系统的控制；

其特征在于，步骤包括：

A.根据蓄能弹簧的劲度系数和设计弹性能量值确定弹簧压缩变形值，通过蓄能弹簧压缩变形值确定蓄能控制油缸的行程；

B.启动升降油缸抬升横梁至横梁和电磁铁接触，电磁铁通电横梁固定，升降油缸收缩恢复至初始状态；

C.安放岩石试件，启动加载油缸对岩石试件静态加载，监测系统记录蓄能荷载传感器、第一荷载传感器和第二荷载传感器的监测数据；

D.加载油缸对岩石试件加载至设定载荷后，电磁铁断电，横梁对岩石试件施加动载，岩石试件受到冲击破坏；

E.加载油缸停止加载，岩石试件卸压，储存试验监测数据；

F.计算蓄能弹簧压缩后的弹性能总量、弹性能释放速度、横梁冲击速度、岩石试件所受载荷，记录岩石试件破坏过程。