[发明专利]一种可测量侧压应力的破碎岩石承压变形实验装置及方法

权利要求书

1.一种可测量侧压应力的破碎岩石承压变形实验装置，包括承载台(20)，其特征在于：所述承载台(20)的上端固定有承载盒(17)，所述承载盒(17)内设有空腔，所述空腔内设有转动机构，所述承载盒(17)的两侧均可拆卸连接有安装盒(22)，两个安装盒(22)内均设有安装腔，两个安装腔内均设有夹持机构，所述转动机构分别和两个夹持机构相互连接，所述承载台(20)的上端四角均固定有支撑柱(15)，四个支撑柱(15)的上端共同固定有放置板(14)，所述放置板(14)的两侧均设有豁口(32)，两个豁口(32)分别与两个夹持机构相互对应，所述放置板(14)的上端放置有反力框架(3)，所述反力框架(3)内的相对两侧壁上沿竖直方向等间距各布设至少三个侧向应力传感器(9)，所述侧向应力传感器(9)一端固定有传力杆(7)，所述反力框架(3)底板中部放置有试验盒(4)，所述试验盒(4)的两侧均固定有封闭板(10)，所述传力杆(7)的一端贯穿试验盒(4)的侧壁并延伸至试验盒(4)内，并连接有侧向约束压板(8)，所述试验盒(4)内设有试样本体(2)，且同一侧的侧向约束压板(8)的一端抵触在试样本体(2)的一侧，所述试样本体(2)的上端设有压力加载装置；

所述压力加载装置包括抵触在试样本体(2)上端的法向压头(6)，所述法向压头(6)的上端固定有压力机油缸活塞杆(1)，所述承载台(20)的上端四角均固定有垫块(21)，四个垫块(21)的上端均固定有支撑杆(24)，四个支撑杆(24)的上端共同固定有安装板(13)，所述安装板(13)上贯穿并固定有压力机油缸(12)，所述压力机油缸活塞杆(1)的上端安装在压力机油缸(12)上；所述转动机构包括贯穿并固定在空腔内一端侧壁上的第一轴承(33)，所述第一轴承(33)内贯穿设有转动杆(31)，所述转动杆(31)的一端固定有摇把(18)，所述转动杆(31)的另一端固定有第二锥形齿轮(35)，所述空腔内的两侧和两个安装腔的一侧均共同设有第二轴承，两个第二轴承内共同螺纹套接有螺杆(28)，所述螺杆(28)上固定套装有第一锥形齿轮(34)，所述第一锥形齿轮(34)和第二锥形齿轮(35)相互啮合，且第一锥形齿轮(34)位于空腔内，所述螺杆(28)的两端分别转动连接在两个安装腔内的一端侧壁上；所述夹持机构包括分别位于两个安装腔内的移动板(29)，所述螺杆(28)上设有正向螺纹和反向螺纹，其中一个移动板(29)螺纹套接在设有正向螺纹的螺杆(28)上，另外一个移动板(29)螺纹套接在设有反向螺纹的螺杆(28)上，两个移动板(29)的两侧均固定有滑块(37)，两个安装腔内的相对侧壁上均设有滑槽(36)，所述滑块(37)安装在滑槽(36)内，两个安装腔的上端均设有开口(26)，所述开口(26)和豁口(32)相互对应，两个移动板(29)的上端均固定有竖杆(5)，两个竖杆(5)的一端分别贯穿两个开口(26)并延伸至安装盒(22)的上端，两个竖杆(5)的上端均固定有连接板(30)，两个连接板(30)的两端均固定有夹持板(23)。

2.根据权利要求1所述的一种可测量侧压应力的破碎岩石承压变形实验装置，其特征在于：两个安装盒(22)的两侧均固定有固定块(25)，四个固定块(25)上均设有通孔，所述承载台(20)的上端设有四个与通孔对应的螺纹盲孔，所述通孔内贯穿设有第二螺钉(27)，所述第二螺钉(27)的下端延伸至螺纹盲孔内。

3.根据权利要求1所述的一种可测量侧压应力的破碎岩石承压变形实验装置，其特征在于：所述安装盒(22)和承载台(20)的连接处通过两个第一螺钉(16)固定有连接件(19)。

4.一种如上述权利要求1所述的可测量侧压应力的破碎岩石承压变形实验装置的可测量侧压应力的破碎岩石承压变形实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将反力框架(3)安装在对应的压力机设备上，将需要测试的破碎岩石试样放入试验盒(4)内；

S2、启动压力机设备，压力机油缸活塞杆(1)开始向下运动，其带动法向压头(6)也向下运动挤压试验盒(4)内的试样本体(2)；

S3、在挤压试样本体(2)两侧均匀设置的侧向应力传感器(9)通过抵触在试样本体(2)一侧的侧向约束压板(8)以及传力杆(7)进行反馈，从而利用各个侧向应力传感器(9)测出对应的侧向压应力，进而建立测量位置与侧向压应力大小对应关系，即破碎岩石与实验装置侧壁之间的压应力分布。