[发明专利]一种多维动静组合加载岩石力学实验装置

说明书

本发明涉及岩石力学实验领域，具体是涉及一种多维动静组合加载岩石力学实验装置，包括工作台、调节机构、一维水平动静组合加载机构、升降机构和二维动静组合加载机构，一维水平动静组合加载机构包括动载组件和静载组件，二维动静组合加载机构包括移动组件，水平加载组件和竖直加载组件。本发明通过控制动载组件、静载组件、水平加载组件和竖直加载组件的组合工作，能够进行不同维度的实验，通过调节机构、升降机构和移动组件工作进行调节，改变一维水平动静组合加载机构和二维动静组合加载机构的位置，从而方便对不同尺寸的岩石进行固定和实验，进一步完善实验。

技术领域

本发明涉及岩石力学实验领域，具体是涉及一种多维动静组合加载岩石力学实验装置。

背景技术

岩石是一种常见的地质材料，岩石不仅是矿、岩采掘作业的重要对象，还被广泛应用与国民经济建设的多种行业中，研究岩石在各种复杂载荷在用下的力学性质和脆断强度是采矿、水利水电、土木建筑、隧道和底下建筑中岩石工程设计与开挖的主要依据。

专利一：中国专利号为CN200510032031.6公布了一种动静组合加载岩石力学实验装置，包括固定框架，固定框架内试件的二端分别设有入射杆、透射杆，透射杆的外端设置有轴向静压加载器，入射杆的外端设有薄垫片，在薄垫片处设有冲头、冲头发射机构及高压气罐，冲头对准薄垫片，在入射杆和透射杆上贴有应变片。本发明提供了一种其结果与工程实际更为符合的动静组合加载实验装置。

专利二：中国专利号为CN201610309168.X公布了一种岩石全断面加载装置，包括固定设置在外框架侧面和顶部的液压缸群,还包括:实现岩石到达指定加载位置的上料部分和将岩石封闭的闸门,闸门置于导轨上。本发明的加载装置具有框架式排缸结构,能提供大吨位的载荷,对方形岩石进行全断面加载,满足深部岩石的物理灾害模拟试验的加载要求。缸组前端的平板可以保证载荷始终垂直作用于模型表面,使模型受力均衡,提高模型试验结果的准确性和可靠性。

上述专利一和专利二在使用过程中均存在不足；第一、专利一是在霍普金森杆的原理上进行改进，从而实现能够动静组合加载岩石，但是，该专利只能够进行一维研究，从岩石的两侧施加动载荷和静载荷，这样的研究方式并不完善，不能判断岩石在其他维度受力时对其力学性质的影响，第二，专利二是利用分布在x、y、z三个方向上的三个液压缸从三个方向对岩石进行施力，进而进行多维度实验，但是，这样的实验方式只能进行静载荷情况下岩石的力学性质，到时实验能力不完善；其三，专利一和专利二在使用时均需要将岩石切割成指定的大小，才能在设备上进行实验，但是，岩石的大小是否会影响其力学性质也需要进行实验探究，导致专利一和专利二的试验不完整。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多维动静组合加载岩石力学实验装置。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：一种多维动静组合加载岩石力学实验装置，包括工作台、调节机构、一维水平动静组合加载机构、升降机构和二维动静组合加载机构，所述调节机构安装在工作台的上端，所述一维水平动静组合加载机构包括动载组件和静载组件，所述动载组件和静载组件相对设置在调节机构的两端，所述升降机构安装在工作台的上端且升降机构位于调节机构中部的上方，所述二维动静组合加载机构包括移动组件，水平加载组件和竖直加载组件，所述移动组件安装在升降机构的上端，所述水平加载组件安装在移动的上端，所述竖直加载组件安装在升降机构的上端且竖直加载组件位于水平加载组件的正上方。

进一步，所述升降机构包括升降座、两个驱动杆和四个导杆，两个所述驱动杆插接在工作台的两侧，且两个驱动杆的下端均与工作台转动连接，两个驱动杆的上部均设有驱动螺纹，四个所述导杆呈两两分布在工作台的两侧且四个导杆均呈竖直设置，所述升降座上设有四个导向孔，四个导向孔分别与四个导杆滑动配合，所述升降座的两端均设有驱动螺孔，两个所述驱动螺孔分别与两个驱动螺纹相配合，两个所述驱动杆的下端均套设有驱动轮，两个驱动轮之间通过皮带传动连接，其中一个所述驱动杆的下端设有输出端与其固定连接的升降电机。