[发明专利]一种用于真三轴试验中岩样装配的装置

说明书

技术领域

本发明涉及岩石真三轴试验技术领域，更具体是本发明涉及一种用于真三轴试验中岩样装配的装置，该装置可用于真三轴试验准备阶段的岩样装配。

背景技术

岩石真三轴试验系统(True triaxial testing system: TTS)能够模拟三轴应力不等条件下岩石的力学特性。相对于常规三轴试验，真三轴试验更能解释自然应力状态下岩石的力学形为。

大部分的真三轴试验的岩样为长方体（或者立方体），有着个六个端部且可以在正交的三个方向上受到大小不同的均匀的荷载。真三轴试验机根据荷载的类型可分为刚性加载式、柔性加载式以及混合加载式，其中以茂木式“两刚一柔”的混合型加载结构为目前主流的岩石真三轴加载形式。在茂木式真三轴试验中，岩样通过烘干的硅胶连接和密封与两对承压垫块封装形成一个不渗油的整体置于油压真三轴压力室中进行加载。然而，由于密封装置的上下两个面均需涂抹硅胶，这样造成操作非常麻烦，且轻微的操作误差可至使承压垫块与试样发生错位使得加载中心偏离，使得试验结果严重失真。

发明内容

鉴于现有岩石真三轴试验的试样与承压垫块装配的上述不便，本发明的目的是在于提供了一种用于真三轴试验中岩样装配的装置，该装置结构简单，操作简便，其能非常好的解决因涂抹硅胶造成的试样的装配困难和岩样错位，同时也能够方便进行多块岩样在烘干箱中同时烘干。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：

本发明提供一种用于真三轴试验中岩样装配的装置，该装置包括环形骨架、两对锁紧螺栓、四只盘状垫片以及三只支撑螺杆，其具体的连接方式如下：

（1）    环形骨架有两对水平的螺口，其中轴正交且均穿过环形骨架中心，并放置两对锁紧螺栓。

（2）    锁紧螺栓的头部为半球状，且盘状垫片的一侧中心含有曲率半径和锁紧螺栓头部相同的球孔，那么，盘状垫片的有球孔一侧与螺栓以球面接触方式相连，其另一侧则与承压垫块直接接触。

（3）    环形骨架的下面开有三个互为120°的非穿透螺孔，用来拧入三只支撑螺杆。

如上所述的盘状垫块，工作时直接贴于承压垫块上，其没有球孔一侧则设计成齿状，从而增大与承压垫块的摩擦系数。

如上所述的锁紧螺栓半球状头部设计和盘状垫片中间的球孔设计，使得在一定倾斜范围内锁紧螺栓仍然和盘状垫片保持面状接触，从而避免点接触造成装置对承压垫块和岩样的夹持作用失效。

如上所述的盘状垫片用于较好的传递锁紧螺栓的锁紧力，其直径略小于承压垫块的厚度，方便与锁紧螺栓接触位置的调节。

如上所述的环状骨架，其上表面同样开有三个互为120°角的非穿透孔，该孔的直径略大于支撑螺杆的直径，这样可方便几组同样的结构相互叠放，同时放入烘干箱中进行烘干，非常适用于多数内空高大于长和宽的烘干箱。此外，该孔与上述的下表面螺口和水平螺口这三者均相应的错开。

所述的环形骨架的上表面开设有三个互为120°角的非穿透圆孔，孔径略大于锁紧螺栓半球状端部直径。可使支撑螺干坐落其中，方便多组均夹有承压垫块和岩样的装置垂直叠加后同时放入烘干箱中烘干。

为了适应不同尺寸岩样和承压垫块，环状骨架直径较大，因此，如上所述的锁紧螺栓前段部不设螺纹，避免无效的螺纹所带来冗余的螺栓拧紧操作。

本发明的有益效果是，本发明装置易行，操作简便，其能完好的适应茂木式真三轴“两刚一柔”承压垫块与岩样之间的装配，本发明能够大大提高承压垫块与岩样的装配效率，不仅使涂抹和烘干硅胶变的容易，确保整个过程无岩样错位，使真三轴试验结果更加符合实际，同时还可以有效地利用烘干箱内空间，节省多块试样烘干时间。

附图说明

图1为一种真三轴试验中岩样装配的装置俯视图；

图2为一种真三轴试验中岩样装配的装置仰视图；

图3为一种真三轴试验中岩样装配的装置前视图；

其中：

环形骨架1；

锁紧螺栓（第一锁紧螺栓2-1、第二锁紧螺栓2-2、第三锁紧螺栓2-3、第四锁紧螺栓2-4，共4个）；

盘状垫片（第一盘状垫片3-1、第二盘状垫片3-2、第三盘状垫片3-3、第四盘状垫片3-4，共4个）；

支撑螺杆（第一支撑螺杆4-1、第二支撑螺杆4-2、第三支撑螺杆4-3，共3个）；

承压垫块（第一承压垫块5-1、第二承压垫块5-2、第三承压垫块5-3、第四承压垫块5-4，共4个）；

岩石试样6。

具体实施方式