一种节理煤岩直接拉伸试验装置及试验方法

摘要

本发明涉及的是一种节理煤岩直接拉伸试验装置及试验方法，其中的节理煤岩直接拉伸试验装置包括卡体锥套、球形接头、拉伸试验机，煤样的两端分别通过卡体锥套套紧，每个卡体锥套连接相应的球形接头，球形接头连接拉伸试验机；卡体锥套由锥套筒套在环状楔形套外构成，环状楔形套包括十二片卡体、弹簧接头、橡胶垫片，相邻的卡体间由弹簧接头依次首尾连接形成环状楔形套，卡体外表面为圆弧形，卡体的纵截面为梯形，卡体内表面有橡胶垫片；球形接头一端设置连接板，球形接头另一端为连接柱，连接柱的顶端具有轴向的中心凹槽，中心凹槽的两个侧壁有销孔，球形接头与拉伸试验机通过中心凹槽与固定销固定连接。本发明能有效避免由于夹具对煤样压力过大而造成煤样损坏，减少了应力集中对试验结果的影响。

主权项

一种节理煤岩直接拉伸试验装置的试验方法，其特征在于：一、煤样制备：a、采用节理煤岩取芯装置钻取直径50mm，长度不少于200mm的圆柱煤样（4），两端略微切割平整，将煤屑清洁干净，用密封胶布（5）将煤样中间100mm的一段缠裹密封，两端留出相同长度；b、在圆形容器内加60mm深度的矿用煤岩加固剂（6），搅拌均匀，将煤样（4）垂直放入，使煤样裸露部分完全浸在加固剂中2‑5分钟后，取出煤样（4），除去残留加固剂，再将另一端浸入加固剂中2‑5分钟后，拿出煤样（4），擦拭干净，放到阴凉处静置；c、待加固剂完全凝固后，将密封胶布（5）拆除，用细砂纸将煤样两端多余固化的加固剂打磨干净，擦去碎屑；二、拉伸试验：a、将下卡体锥套的环状楔形套（1）撑开，套在煤样（4）加固的下端，适当调整每片卡体（7）的位置，使其内侧的橡胶垫片（8）与煤样（4）充分贴合；b、将下卡体锥套的锥套筒套在煤样下端的环状楔形套（1）外，将该锥套筒与相应球形接头上的连接板（12）连接，拧好固定螺母；c、将上卡体锥套的环状楔形套撑开套在煤样（4）的上端，调整卡体（7）位置后，将上卡体锥套的锥套筒打开，对扣在煤样上端的环状楔形套外，拧紧封闭螺栓，把对扣后的锥套筒（2）与相应的球形接头（3）连接并固定；d、调整拉伸试验机（15）的位置，将两个球形接头（3）分别利用固定销（14）与该拉伸试验机（15）相连，然后施加预紧力，开始进行直接拉伸试验，直至煤样破坏；所述节理煤岩直接拉伸试验装置包括卡体锥套、球形接头（3）、拉伸试验机（15），煤样（4）的两端分别通过卡体锥套套紧，每个卡体锥套连接相应的球形接头（3），球形接头（3）连接拉伸试验机（15）；卡体锥套由锥套筒（2）套在环状楔形套（1）外构成，环状楔形套（1）包括十二片卡体（7）、弹簧接头（9）、橡胶垫片（8），相邻的卡体（7）间由弹簧接头（9）依次首尾连接形成环状楔形套（1），卡体（7）外表面为圆弧形，卡体（7）的纵截面为梯形，卡体（7）内表面有橡胶垫片（8），橡胶垫片（8）上有均匀排列的细小凸起；锥套筒（2）内表面为锥形，与卡体（7）外表面完全契合；球形接头（3）一端设置连接板（12），连接板（12）上有螺孔，球形接头（3）另一端为连接柱，连接柱的顶端具有轴向的中心凹槽，中心凹槽为矩形槽，中心凹槽的两个侧壁有销孔，球形接头（3）与拉伸试验机（15）通过中心凹槽与固定销（14）固定连接。