[发明专利]在梯度静应力下类岩材料中应力波传播的实验方法及装置

摘要

本发明涉及应力波传播规律的测试技术，特别是一种在梯度静应力下类岩材料中应力波传播的实验方法及装置。本发明提出了对大尺寸类岩材料试件实现轴向动应力和梯度静应力的组合加载方法，设计了类岩材料的轴向梯度静应力加载装置，该装置可以实现不同大小的静应力梯度，进而结合动态加载装置和数据采集分析系统，实现了在梯度静应力下类岩材料中应力波传播规律的测试。其操作简单易行，与现有技术相比，在静应力梯度的大小、动载大小、测试精度等方面，均有较大的提升，能够为相关理论研究和工程实践提供更为有效的指导。

主权项

1.一种在梯度静应力下类岩材料中应力波传播的实验装置，包括基座平台、轴向梯度静应力加载装置、动态加载装置及数据采集和分析系统；所述的动态加载装置安装在基座平台上，自右至左依次为高压气室、发射管、入射杆，入射杆由固定于基座平台上的支架支撑，其轴线与试件的轴线重合；异形冲头位于发射管中，利用高压气室中储存的高压气体驱动发射管中的异形冲头，使异形冲头撞击入射杆以产生动态荷载；所述的数据采集和分析系统包括应变片、超动态应变仪、示波器和微型计算机，应变片对称粘贴在试件的两侧面，并用屏蔽导线与超动态应变仪连接；示波器与超动态应变仪用电缆连接，示波器向超动态应变仪发出采集信号的指令，并显示超动态应变仪采集到的电信号；微型计算机与示波器通过光缆连接，用于存储和分析示波器上显示的信号；所述的轴向梯度静应力加载装置包括固定于基座平台上的左侧挡板、中间挡板和右侧挡板，安装于左侧挡板和右侧挡板上的支柱，布置于基座平台上的轴压装置及透射杆，放置在基座平台上的滚轴，其特征是：在滚轴上从下往上依次放置有下层钢板、下层橡胶垫、试件、上层橡胶垫、上层钢板，下层钢板与下层橡胶垫之间、上层橡胶垫与上层钢板之间分别粘接在一起，上层钢板与下层钢板两侧之间通过均匀、对称布置的高强螺栓连接，上层钢板与下层钢板的右端与右侧挡板紧密接触，试件的右端与右侧挡板之间留有间距，上层钢板与下层钢板之间对称线与试件的轴心线、轴压装置及透射杆的轴心线重合。