專利名稱：用于巖石斷裂韌度測試的施力點位移檢測裝置及檢測方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及巖石斷裂韌度測試領域，尤其涉及一種用于巖石斷裂韌度測試的施力點位移檢測裝置及檢測方法。
背景技術(shù)：
巖石斷裂韌度是巖石最為重要的參數(shù)和指標，它表征巖石材料抵抗裂紋擴展的能力或產(chǎn)生新裂紋表面所需克服的阻力。目前，V形切槽三點彎曲梁試樣(CB)是國際巖石力學學會(ISRM)建議的巖石斷裂韌度測試方法之一。使用該建議方法對V型切槽巖石試樣進行巖石斷裂韌度測試時，對巖石試樣至少進行4次加載-卸載循環(huán)，在加卸載過程中引伸計連續(xù)測試施力點位移，得到載荷-施力點位移曲線，為對測試的斷裂韌度值進行非線性修正提供依據(jù)。在施力點位移檢測過程中，將軛架嵌入巖石試樣的V型切槽內(nèi)且固定，其中軛架的兩側(cè)分別設置有第三金屬塊和第四金屬塊，調(diào)節(jié)巖石試樣使第三金屬塊和第四金屬塊的上表面在同一個水平面上；將三點彎試驗夾具中的端板設置在巖石試樣的上方，且通過螺釘與巖石試樣定位，即螺釘穿過端板與巖石試樣的兩端接觸；端板上設置有兩個筆式引伸計，且一個筆式引伸計的下端與第三金屬塊的上表面接觸，另一個筆式引伸計的下端與第四金屬塊的上表面接觸；在巖石試樣的上方對巖石試樣施加多次載荷，巖石試樣在每一次載荷時會發(fā)生變形，兩個筆式引伸計檢測施力點的位移變化，得到施力點位移。然而,端板通過螺釘與巖石試樣定位,對巖石試樣多次施加載荷時，巖石試樣會發(fā)生形變，由于螺釘與巖石試樣的兩端僅僅通過接觸使端板與巖石試樣定位，而沒有固定，因此端板與巖石試樣的相對位置會在巖石試樣多次變形時發(fā)生移動，從而導致設置在端板上的筆式引伸計的位置不穩(wěn)定，從而降低了施力點位移的檢測精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于巖石斷裂韌度測試的施力點位移檢測裝置及檢測方法，以解決上述問題。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:—種用于巖石斷裂韌度測試的施力點位移檢測裝置，包括軛架、兩個位移傳感器和夾具；所述夾具包括底座、設置在所述底座上的第一金屬塊和第二金屬塊；所述軛架上設置有第三金屬塊和第四金屬塊；一個所述位移傳感器位于所述第一金屬塊與所述第三金屬塊之間，另一個所述位移傳感器位于所述第二金屬塊與所述第四金屬塊之間。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的優(yōu)點在于:該檢測裝置包括軛架、兩個位移傳感器和夾具，一個所述位移傳感器位于所述第一金屬塊與所述軛架上設置的第三金屬塊之間，另一個所述位移傳感器位于所述第二金屬塊與所述軛架上設置的第四金屬塊之間。對巖石試樣加載時，第一金屬塊與第三金屬塊之間的位移傳感器及第二金屬塊與第四金屬塊之間的傳感器不會由于巖石試樣的變形而發(fā)生位置的變動，即有利于消除三點彎試驗夾具結(jié)構(gòu)變形對施力點位移檢測結(jié)果的影響，從而提高了施力點位移的檢測精度。


圖1為本發(fā)明實施例提供的用于巖石斷裂韌度測試的施力點位移檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的軛架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的檢測方法步驟圖。
具體實施例方式下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述。如圖1所示，本實施例提供一種用于巖石斷裂韌度測試的施力點位移檢測裝置，包括軛架106、兩個位移傳感器110和夾具109 ;如圖2和圖3所示，所述夾具109包括底座601、設置在所述底座601上的第一金屬塊108和第二金屬塊605 ;所述軛架106上設置有第三金屬塊107和第四金屬塊701 ;—個所述位移傳感器110位于所述第一金屬塊108與所述軛架106上設置的第三金屬塊107之間，另一個所述位移傳感器位于所述第二金屬塊605與所述軛架106上設置的第四金屬塊701之間。具體地，在使用該檢測裝置時，將軛架106嵌入巖石試樣的V型切槽內(nèi)且固定，調(diào)節(jié)巖石試樣使第三金屬塊107和第四金屬塊701的上表面在同一個水平面上；將所述夾具109置于巖石試樣的下方,使第一金屬塊108位于第三金屬塊107的下方,第二金屬塊605位于第四金屬塊701的下方；再將一個所述位移傳感器110置于所述第一金屬塊108與所述軛架106上設置的第三金屬塊107之間，另一個所述位移傳感器置于所述第二金屬塊605與所述軛架106上設置的第四金屬塊701之間；在巖石試樣的上方對巖石試樣施加多次載荷，巖石試樣在每一次載荷時會發(fā)生變形，兩個位移傳感器檢測施力點的位移變化，得到施力點位移。而在測試過程中，位移傳感器的位置不會由于巖石試樣的變形而變動，即有利于消除三點彎試驗夾具結(jié)構(gòu)變形對施力點位移檢測結(jié)果的影響，從而提高了檢測精度。優(yōu)選地，所述底座109包括底板601和與所述底板601垂直連接的第一板607和第二板602 ;所述第一板607和所述第二板602平行；所述第一金屬塊108設置在所述第一板607上；所述第二金屬塊605設置在所述第二板602上。即第一板、第二板和底板構(gòu)成U型結(jié)構(gòu)。進一步,該檢測裝置還包括第一角鐵501和第二角鐵604 ;所述第一角鐵501的一側(cè)與所述第一金屬塊108連接，另一側(cè)與所述第一板607連接；所述第二角鐵604的一側(cè)與所述第二金屬塊605連接，另一側(cè)與所述第二板602連接。當然，所述第一金屬塊108與第一板607還可以通過其它方式連接，對應地，所述第二金屬塊605與第二板602之間也可以通過其它方式連接。為了使所述第一角鐵501在所述第一板607上調(diào)整位置以及使所述第二角鐵604在所述第二板602上調(diào)整位置，所述第一板607設置有第一腰形槽606 ;所述第二板602設置有第二腰形槽603 ;所述第一板607通過螺栓穿過所述第一腰形槽606與所述第一角鐵501連接；所述第二板602通過螺栓穿過所述第二腰形槽603與所述第二角鐵604連接。
優(yōu)選地，所述第一腰形槽606和所述第二腰形槽603的中心線均垂直于所述底板。即該夾具109置于水平臺面上時，所述第一腰形槽606和所述第二腰形槽603均豎直設置。優(yōu)選地，所述位移傳感器為引伸計。具體地，所述引伸計可以為筆式引伸計。當然，所述引伸計也可以為夾式引伸計。另外，所述傳感器可以為其它裝置；所述引伸計也可以為其它類型的引伸計。另外，本實施例還提供了一種使用上述檢測裝置用于施力點位移檢測的檢測方法，如圖4所示，包括如下步驟:201，將軛架嵌入巖石試樣的V型切槽內(nèi)且使軛架的第三金屬塊和第四金屬塊的上表面在同一個水平面內(nèi)；202,將所述夾具置于巖石試樣的下方,且使第一金屬塊位于所述第三金屬塊的下方，第二金屬塊位于所述第四金屬塊的下方；203,將一個位移傳感器置于所述第一金屬塊和所述第三金屬塊之間,將另一個位移傳感器置于所述第二金屬塊和所述第四金屬塊之間；204,對巖石試樣加載壓力。優(yōu)選地，使用加載裝置對巖石試樣加載壓力。具體地，如圖1所示，所述加載裝置包括平臺101、設置在平臺上的支撐架102以及加載軸105。在進行施力點位移檢測時，將巖石試樣103置于所述支撐架上，使加載軸105對巖石試樣103加載壓力，其中加載位置位于所述巖石試樣103的V型切槽104處。所述夾具109放置在所述平臺101上，使一個所述位移傳感器位于所述第一金屬塊與所述軛架上設置的第三金屬塊107之間，另一個所述位移傳感器位于所述第二金屬塊與所述軛架上設置的第四金屬塊701之間，傳感器的位置穩(wěn)定性好。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于巖石斷裂韌度測試的施力點位移檢測裝置，其特征在于，包括軛架、兩個位移傳感器和夾具； 所述夾具包括底座、設置在所述底座上的第一金屬塊和第二金屬塊；所述軛架上設置有第三金屬塊和第四金屬塊； 一個所述位移傳感器位于所述第一金屬塊與所述第三金屬塊之間，另一個所述位移傳感器位于所述第二金屬塊與所述第四金屬塊之間。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于，所述底座包括底板和與所述底板垂直連接的第一板和第二板； 所述第一板和所述第二板平行；所述第一金屬塊設置在所述第一板上；所述第二金屬塊設置在所述第二板上。
3.如權(quán)利要求2所述的檢測裝置，其特征在于，還包括第一角鐵和第二角鐵； 所述第一角鐵的一側(cè)與所述第一金屬塊連接，另一側(cè)與所述第一板連接；所述第二角鐵的一側(cè)與所述第二金屬塊連接，另一側(cè)與所述第二板連接。
4.如權(quán)利要求3所述的檢測裝置，其特征在于，所述第一板設置有第一腰形槽；所述第二板設置有第二腰形槽； 所述第一板通過螺栓穿過所述第一腰形槽與所述第一角鐵連接；所述第二板通過螺栓穿過所述第二腰形槽與所述第二角鐵連接。
5.如權(quán)利要求4所述的檢測裝置，其特征在于，所述第一腰形槽和所述第二腰形槽的中心線均垂直于所述底板。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項所述的檢測裝置，其特征在于，所述位移傳感器為引伸計。
7.如權(quán)利要求6所述的檢測裝置，其特征在于，所述引伸計為筆式引伸計。
8.如權(quán)利要求6所述的檢測裝置，其特征在于，所述引伸計為夾式引伸計。
9.一種使用如權(quán)利要求1 8中任一項所述的檢測裝置的施力點位移檢測方法，其特征在于，包括如下步驟: 將軛架嵌入巖石試樣的V型切槽內(nèi)且使軛架的第三金屬塊和第四金屬塊的上表面在同一個水平面內(nèi)； 將所述夾具置于巖石試樣的下方，且使第一金屬塊位于所述第三金屬塊的下方，第二金屬塊位于所述第四金屬塊的下方； 將一個位移傳感器置于所述第一金屬塊和所述第三金屬塊之間，將另一個位移傳感器置于所述第二金屬塊和所述第四金屬塊之間； 對巖石試樣加載壓力。
10.如權(quán)利要求9所述的檢測方法，其特征在于，使用加載裝置對巖石試樣加載壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及巖石斷裂韌度測試領域，尤其涉及用于巖石斷裂韌度測試的施力點位移檢測裝置及檢測方法。該檢測裝置包括軛架、兩個位移傳感器和夾具；所述夾具包括底座、設置在所述底座上的第一金屬塊和第二金屬塊；一個所述位移傳感器位于所述第一金屬塊與所述軛架上設置的第三金屬塊之間，另一個所述位移傳感器位于所述第二金屬塊與所述軛架上設置的第四金屬塊之間。該檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單、適用，便于加工、調(diào)平和安裝，且檢測過程穩(wěn)定性好，有利于消除三點彎試驗夾具結(jié)構(gòu)變形對施力點位移檢測結(jié)果的影響，提高了施力點位移檢測精度。
文檔編號G01N3/32GK103196759SQ201310071729
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者崔振東, 劉大安, 唐鐵吾 申請人:中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所