可變參數(shù)組合巴西劈裂應(yīng)力-應(yīng)變試驗裝置及試驗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種巴西劈裂應(yīng)力-應(yīng)變試驗裝置及試驗方法，尤其是一種可變參數(shù)組合巴西劈裂應(yīng)力-應(yīng)變試驗裝置及試驗方法。
【背景技術(shù)】
[0002]巴西劈裂是測量巖石等脆性材料最常用的一種抗拉強度試驗方法。巖石材料比較顯著的一個特點就是其抗拉強度要比其抗壓強度值小得多，因而處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)中的巖石在發(fā)生破壞時，往往在其受到較大拉應(yīng)力的地方發(fā)生斷裂，故在巖石的力學(xué)性能當(dāng)中，抗拉破壞是值得研究的一種重要現(xiàn)象。然而，當(dāng)前在進行巴西劈裂試驗的過程中，經(jīng)常在加載處出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，且由于加載輸出端的結(jié)構(gòu)是固定不變的，因此不能測得加載輸出端對試驗結(jié)果的影響。此外，加載的角度也無法確定，更不能測得加載角度對試驗結(jié)果的影響。為了避免以上問題的出現(xiàn)并且深入探討不同參數(shù)、不同加載角度作用下巖石類等脆性材料的力學(xué)特性，需要制作可變參數(shù)組合巴西劈裂應(yīng)力-應(yīng)變試驗裝置，并提供該裝置的使用方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種可變參數(shù)組合巴西劈裂應(yīng)力-應(yīng)變試驗裝置及試驗方法，采用該裝置和方法能夠避免在加載處出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。
[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的一個技術(shù)方案是:一種可變參數(shù)組合巴西劈裂應(yīng)力-應(yīng)變試驗裝置，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該試驗裝置還包括對稱布置在巴西劈裂試樣上下方的兩個加載結(jié)構(gòu)，所述加載結(jié)構(gòu)包括鋼結(jié)構(gòu)外弧圈和至少一個加載弧塊，所述加載弧塊穿裝固定在所述鋼結(jié)構(gòu)外弧圈上。
[0005]該試驗裝置還包括與兩個所述加載結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)的兩個組合結(jié)構(gòu)，所述組合結(jié)構(gòu)包括與巴西劈裂試樣的外圓面相接觸的接觸弧塊和鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)弧圈，所述接觸弧塊穿裝固定在所述鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)弧圈上；所述加載弧塊的內(nèi)弧面配合在所述接觸弧塊的外弧面上，且同側(cè)設(shè)置的所述接觸弧塊的外端面與所述加載弧塊的外端面平齊。
[0006]該試驗裝置還包括定位測量結(jié)構(gòu)，所述定位測量結(jié)構(gòu)包括測量圓圈和兩個紅外激發(fā)器，兩個所述紅外激發(fā)器滑動連接在所述測量圓圈上，在所述測量圓圈上設(shè)有角度刻度，在每個所述紅外激發(fā)器與所述測量圓圈之間設(shè)有限位結(jié)構(gòu)；所述測量圓圈與所述加載弧塊的外端面固接。
[0007]所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括應(yīng)力傳感器、應(yīng)變片、動靜態(tài)應(yīng)變采集儀和計算機，所述應(yīng)力傳感器設(shè)置在所述加載弧塊的外端面上；所述應(yīng)變片呈“十”字狀設(shè)置在巴西劈裂試樣的端面上，且所述應(yīng)變片的“十”字形中心與巴西劈裂試樣的軸心重合；所述應(yīng)力傳感器和所述應(yīng)變片與所述動靜態(tài)應(yīng)變采集儀連接，所述動靜態(tài)應(yīng)變采集儀與所述計算機連接。
[0008]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的另一個技術(shù)方案是:采用上述可變參數(shù)組合巴西劈裂應(yīng)力-應(yīng)變試驗裝置進行試驗的方法，通過兩個所述加載結(jié)構(gòu)對巴西劈裂試樣均勻施加壓力，通過改變所述加載弧塊的弧長來改變加載角度。
[0009]兩個所述加載結(jié)構(gòu)各自通過一個組合結(jié)構(gòu)對巴西劈裂試樣均勻施加壓力，所述組合結(jié)構(gòu)包括與巴西劈裂試樣的外圓面相接觸的接觸弧塊和鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)弧圈，所述接觸弧塊穿裝固定在所述鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)弧圈上；所述加載弧塊的內(nèi)弧面配合在所述接觸弧塊的外弧面上，且同側(cè)設(shè)置的所述接觸弧塊的外端面與所述加載弧塊的外端面平齊；通過改變所述接觸弧塊的材質(zhì)來改變加載輸出端與巴西劈裂試樣之間的摩擦系數(shù)。
[0010]采用定位測量結(jié)構(gòu)確定所述接觸弧塊和所述加載弧塊的位置，使同側(cè)設(shè)置的所述接觸弧塊的外端面與所述加載弧塊的外端面平齊；采用所述定位測量結(jié)構(gòu)測量巴西劈裂試樣裂紋或破壞面的偏轉(zhuǎn)角度；所述定位測量結(jié)構(gòu)包括測量圓圈和兩個紅外激發(fā)器，兩個所述紅外激發(fā)器滑動連接在所述測量圓圈上，在所述測量圓圈上設(shè)有角度刻度，在每個所述紅外激發(fā)器與所述測量圓圈之間設(shè)有限位結(jié)構(gòu)；所述測量圓圈與所述加載弧塊的外端面固接。
[0011]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:采用兩個加載結(jié)構(gòu)對巴西劈裂試樣均勻施加壓力能夠有效解決載荷與接觸位置處的應(yīng)力集中，避免在加載輸出端產(chǎn)生較大的橫向應(yīng)力，能夠有效保證試驗結(jié)果的準確性。采用組合結(jié)構(gòu)將加載壓力傳遞給巴西劈裂試樣，能夠進行不同接觸材質(zhì)組合下的巴西劈裂試驗，其實驗結(jié)果可更好地對材質(zhì)的影響進行定性分析。并且本發(fā)明能夠更加方便有效地對加載角和裂紋擴展角度進行測量，測量簡單、方便、高效。綜上所述，本發(fā)明能夠測試不同摩擦系數(shù)、不同加載角度的巖石類脆性材料的抗拉強度，所得數(shù)據(jù)準確可靠，可進行不同影響因子下的組合，操作簡便。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為圖1的側(cè)視圖；
[0014]圖3為本發(fā)明的定位測量結(jié)構(gòu)局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1、巴西劈裂試樣，2、鋼結(jié)構(gòu)外弧圈，3、加載弧塊，4、接觸弧塊，5、鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)弧圈，6、測量圓圈，7、紅外激發(fā)器，8、應(yīng)力傳感器，9、應(yīng)變片，10、動靜態(tài)應(yīng)變采集儀，11、加載角度，12、計算機。
【具體實施方式】
[0016]為能進一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0017]請參閱圖1?圖3，一種可變參數(shù)組合巴西劈裂應(yīng)力-應(yīng)變試驗裝置，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，該試驗裝置還包括對稱布置在巴西劈裂試樣I上下方的兩個加載結(jié)構(gòu)，所述加載結(jié)構(gòu)包括鋼結(jié)構(gòu)外弧圈2和至少一個加載弧塊3，所述加載弧塊3穿裝固定在所述鋼結(jié)構(gòu)外弧圈2上。
[0018]在本實施例中，該試驗裝置還包括與兩個所述加載結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)的兩個組合結(jié)構(gòu)，所述組合結(jié)構(gòu)包括與巴西劈裂試樣I的外圓面相接觸的接觸弧塊4和鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)弧圈5，所述接觸弧塊4穿裝固定在所述鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)弧圈5上；所述加載弧塊3的內(nèi)弧面配合在所述接觸弧塊4的外弧面上，且同側(cè)設(shè)置的所述接觸弧塊4的外端面與所述加載弧塊3的外端面平齊。