[发明专利]一种用于多尺寸试件的岩石力学实验双轴压力加载装置

说明书

本发明公开了一种用于多尺寸试件的岩石力学实验双轴压力加载装置，包括平台底座以及设置在平台底座上的主轴加载机构和侧轴加载机构；主轴加载机构包括对称设置在平台底座上的两个第一反力构件，两个第一反力构件之间通过四根第一横梁连接，侧轴加载机构包括对称设置在平台底座上的两个第二反力构件，两个第二反力构件之间通过两根第二横梁连接。本发明中主轴加载机构和侧轴加载机构中用于主动加载和被动受载的四个平板压头都可以进行拆卸和替换，因此能够实现针对不同尺寸试件的水平双轴压力加载；保证了压力加载过程中加载装置与试验试件的整体契合度和稳定性。

技术领域

本发明涉及岩石力学实验领域，更具体地，涉及一种用于多尺寸试件的岩石力学实验双轴压力加载装置。

背景技术

在岩石力学实验领域，岩石样本的物理-力学性质会受到样本本身尺寸大小的影响，因此在实验过程中有时需要针对不同尺寸的试件进行力学试验测试。然而，在采用当前双轴压力加载装置时，存在以下两方面不足：1)主轴、侧轴共4个加载端头与整个加载框架为整体设计，受加载端头本身尺寸的制约，实验中只能针对特定尺寸范围内的试样进行双轴加载，而无法满足不同大小尺寸试验样本的双轴加载需求；2)已有双轴压力试验机，通过带球铰的压头调整加载姿态，提高试件受力的均匀性；在压力机主轴对试件进行轴向且均匀的压力加载时，侧轴虽然也为带球铰压头，但无法保证压力机沿着侧轴轴向对试件进行压力加载，这影响了压力机本身的使用性能。

如专利号为201020632584.1的实用新型专利公开了一种混凝土比例加载双轴压的加载测试装置，用于测量混凝土试件在双轴承受比例压力下的机械强度，包括：两组压力加载机构与液压控制机构；混凝土试件位于两组轴向正交布置的压力加载机构中心；所述的一组压力加载机构包括一套承载框架、一个加压油缸、两个加载头与一个荷载压力传感器；可以用于测量混凝土试件在双轴承受比例压力下的机械强度，能直接测量施加于试件上的压力有效荷载值。但该专利的加载测试装置同样无法满足不同大小尺寸试验样本的双轴加载需求。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种能够针对不同尺寸试件进行水平双轴压力加载的装置，同时该装置能给为试件提供更好的侧轴轴向加载功能。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于多尺寸试件的岩石力学实验双轴压力加载装置，包括平台底座以及设置在所述平台底座上的主轴加载机构和侧轴加载机构；所述主轴加载机构包括对称设置在所述平台底座上的两个第一反力构件，两个所述第一反力构件之间通过四根第一横梁连接，其中一个所述第一反力构件上安装有加压油缸A，所述加压油缸A的活塞杆A前端设置有刚性垫块A和平板压头A，所述平板压头A设置于所述刚性垫块A远离所述活塞杆A的一侧；另一个所述第一反力构件上且于其面向所述加压油缸A的一侧安装有刚性垫块B和圆柱垫块A，所述圆柱垫块A通过碗形球铰与平板压头B连接。

进一步的，所述刚性垫块A的中心部位置设有连接孔，所述平板压头A的中心部位置设有螺纹孔，所述刚性垫块A和平板压头A通过螺纹圆杆相连。

优选地，所述圆柱垫块A与所述刚性垫块B相连的一端为平面，所述圆柱垫块A的另一端具有凹球面，所述碗形球铰安装于所述凹球面内，所述圆柱垫块A、碗形球铰以及平板压头B之间通过长螺纹杆连接。

进一步的，所述侧轴加载机构包括对称设置在所述平台底座上的两个第二反力构件，两个所述第二反力构件之间通过两根第二横梁连接，其中一个所述第二反力构件上安装有加压油缸B，所述加压油缸B的活塞杆B前端设置有刚性垫块C和平板压头C，所述平板压头C设置于所述刚性垫块C远离所述活塞杆B的一侧；另一个所述第二反力构件上且于其面向所述加压油缸B的一侧安装有刚性垫块D和圆柱垫块B，所述圆柱垫块B也通过碗形球铰与平板压头D连接，所述加压油缸A与加压油缸B的加压方向均在水平方向，且二者垂直。