一种可在三轴压缩试验机上使用的岩石三轴拉压试验装置

摘要

发明提供一种可在三轴压缩试验机上使用的岩石三轴拉压试验装置及其使用方法。该装置包括框架Ⅰ、框架Ⅱ、连接板、拉头Ⅰ、拉头Ⅱ和底板。框架Ⅱ可竖向移动，同时将试验机竖向压力转化为试样的竖向拉应力。试验过程中，将试样与拉头采用强力胶粘贴并采用热缩管包裹。然后施加围压和竖向拉力，试样破坏后立即关闭试验系统。试样围压由试验机围压加载系统提供，竖向拉力由试验机竖向加载系统提供。该装置测试结果准确、试验成本低，能够进行任意围压作用下的岩石拉伸试验，具有广阔的应用前景。

主权项

一种可在三轴压缩试验机上使用的岩石三轴拉压试验装置，其特征在于，包括框架Ⅰ(1)、框架Ⅱ(2)、连接板(3)、拉头Ⅰ(4)、拉头Ⅱ(40)和底板(5)；所述框架Ⅰ(1)包括横梁Ⅰ(101)、支撑柱Ⅰ(102)和支撑柱Ⅱ(103)；所述横梁Ⅰ(101)连接在支撑柱Ⅰ(102)和支撑柱Ⅱ(103)之间；所述横梁Ⅰ(101)、支撑柱Ⅰ(102)和支撑柱Ⅱ(103)合围半包围空间Ⅰ(S1)；所述横梁Ⅰ(101)、支撑柱Ⅰ(102)和支撑柱Ⅱ(103)为一个整体；所述横梁Ⅰ(101)顶面上具有沉头通孔Ⅰ(1011)；所述支撑柱Ⅰ(102)上开有贯穿其顶底面的矩形孔Ⅰ(1021)；所述支撑柱Ⅰ(102)的底面上去除一个长方体(A)形成缺口Ⅰ(1022)；所述缺口Ⅰ(1022)连通矩形孔Ⅰ(1021)和支撑柱Ⅰ(102)的一个侧面；所述缺口Ⅰ(1022)的一个出口在半包围空间Ⅰ(S1)内；所述支撑柱Ⅰ(102)的底面还具有若干个螺纹孔Ⅰ(1023)；所述支撑柱Ⅱ(103)上开有贯穿其顶底面的矩形孔Ⅱ(1031)；所述支撑柱Ⅱ(103)的底面上去除一个长方体(B)形成缺口Ⅱ(1032)。所述缺口Ⅱ(1032)连通矩形孔Ⅱ(1031)和支撑柱Ⅱ(103)的一个侧面；所述缺口Ⅱ(1032)的一个出口在半包围空间Ⅰ(S1)内；所述支撑柱Ⅱ(103)的底面还具有若干个螺纹孔Ⅱ(1033)；所述框架Ⅱ(2)包括横梁Ⅱ(201)、立柱Ⅰ(202)和立柱Ⅱ(203)；所述横梁Ⅱ(201)连接在立柱Ⅰ(202)和立柱Ⅱ(203)之间；所述横梁Ⅱ(201)、立柱Ⅰ(202)和立柱Ⅱ(203)合围半包围空间Ⅱ(S2)；所述横梁Ⅱ(201)、立柱Ⅰ(202)和立柱Ⅱ(203)为一个整体；所述横梁Ⅱ(201)底面上具有沉头通孔Ⅱ(2011)；所述立柱Ⅰ(202)的顶面上具有若干个螺纹孔Ⅲ(2021)；所述立柱Ⅱ(203)的顶面上具有若干个螺纹孔Ⅳ(2031)；所述连接板(3)两端分别搭设在立柱Ⅰ(202)和立柱Ⅱ(203)的顶面上；所述连接板(3)的板面上具有若干个沉头通孔Ⅲ(302)；这些沉头通孔Ⅲ(302)中具有内六角螺栓；这些内六角螺栓穿过沉头通孔Ⅲ(302)后旋入螺纹孔Ⅲ(2021)或螺纹孔Ⅳ(2031)中，将连接板(3)和框架Ⅱ(2)固定连接；所述上压板(3)的上板面还具有滚珠阵列(301)；所述框架Ⅰ(1)、框架Ⅱ(2)和连接板(3)构成组合件；所述组合件中，横梁Ⅰ(101)位于横梁Ⅱ(201)的上方，连接板(3)位于横梁Ⅰ(101)的上方；所述立柱Ⅰ(202)插入矩形孔Ⅰ(1021)中；所述立柱Ⅱ(203)插入矩形孔Ⅱ(1031)中；所述横梁Ⅱ(201)的两端分别嵌入缺口Ⅰ(1022)和缺口Ⅱ(1032)中；所述半包围空间Ⅰ(S1)和半包围空间Ⅱ(S2)组合成空间(S)；所述框架Ⅱ(2)可竖向运动；所述拉头Ⅰ(4)为刚性圆柱体；所述拉头Ⅰ(4)的上表面具有螺纹孔Ⅴ(401)；所述拉头Ⅱ(40)为刚性圆柱体；所述拉头Ⅱ(40)的下表面具有螺纹孔Ⅵ(4001)；所述试样(6)是一个置于空间(S)内的圆柱体；这个圆柱体的上表面粘贴拉头Ⅰ(4)的下表面，下表面粘贴拉头Ⅱ(40)的上表面；所述拉头Ⅰ(4)通过内六角螺栓与横梁Ⅰ(101)连接，这些内六角螺栓穿过沉头通孔Ⅰ(1011)后，旋入螺纹孔Ⅴ(401)中；所述拉头Ⅱ(40)通过内六角螺栓与横梁Ⅱ(201)连接，这些内六角螺栓穿过沉头通孔Ⅱ(2011)后，旋入螺纹孔Ⅵ(4001)中；所述底板(5)的板面上具有若干个沉头通孔Ⅳ(501)；所述沉头通孔Ⅳ(501)中具有内六角螺栓；这些内六角螺栓穿过沉头通孔Ⅳ(501)后旋入螺纹孔Ⅰ(1016)或螺纹孔Ⅱ(1026)中，将底板(5)固定在框架Ⅰ(1)下方；所述组合件置于压力室(8)内；所述压力室(8)为三轴试验机的液压室；所述组合件的上方和下方分别与试验机加载头Ⅰ(7)和试验机加载头Ⅱ(70)接触；所述试验机加载头Ⅰ(7)的下端作用于连接板(3)；所述试验机加载头Ⅱ(70)的上端搁置底板(5)；试验时，框架Ⅱ(2)向下运动，带动拉头Ⅱ(40)向下运动。