[发明专利]一种柱状节理结构面拉伸的实验方法

权利要求书

1.一种柱状节理结构面拉伸的实验装置，包括试验机底座（12），其特征在于，还包括设置在试验机底座（12）上的两个螺丝杆（11），贯穿铁杆（9）两端分别与两个螺丝杆（11）活动连接，贯穿铁杆（9）穿过圆柱形铁板（14），圆柱形铁板（14）与上端面铁板（15）连接，还包括粘接板（13）和设置在粘接板（13）上方的承载板（5），粘接板（13）与承载板（5）之间通过连接杆（6）连接，粘接板（13）与下端面铁板（8）连接，柱状节理岩体（1）的上下端面分别与上端面铁板（15）和下端面铁板（8）粘接。

2.根据权利要求1所述的一种柱状节理结构面拉伸的实验装置，其特征在于，所述的贯穿铁杆（9）的两端设置有连接环，连接环套设在螺丝杆（11）上，连接环通过套设在螺丝杆（11）上的螺丝帽（10）固定在螺丝杆（11）上。

3.根据权利要求1所述的一种柱状节理结构面拉伸的实验装置，其特征在于，所述的螺丝杆（11）直径为0.5-1.5cm，长度为30-70cm；所述的贯穿铁杆（9）直径为0.5-1.5cm；长度为30-70cm，所述的上端面铁板（15）和下端面铁板（8）为直径为30-70cm的圆形铁板。

4.一种利用权利要求1所述装置进行柱状节理结构面拉伸的实验方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将柱状节理岩体（1）的上下两个端面采用磨砂机磨平，从而使得两端至少有2cm×2cm的平面，上下两个端面平行且水平设置；

步骤2、将柱状节理岩体（1）的节理面（2）采用红笔描出，并采用量角器测量红线与水平线的夹角θ；

步骤3、将柱状节理岩体（1）的一端与下端面铁板（8）采用AB胶粘结在一起；

步骤4、将下端面铁板（8）通过螺丝栓（7）与粘接板（13）相连；

步骤5、将柱状节理岩体（1）的另一端面与上端面铁板（15）采用AB胶粘结在一起；

步骤6、将螺丝杆（11）固定于试验机底座（12）上，而后将贯穿铁杆（9）穿过圆柱形铁板（14）的孔口；

步骤7、将贯穿铁杆（9）两端套设在螺丝杆（11）上，使得承载板（5）与试验机施加荷载部位相接触，采用螺丝帽（10）将贯穿铁杆（9）固定在螺丝杆（11）；

步骤8、启动试验机，施加压力，当压力机施加荷载时，随着压力的增大，当达到节理面强度时，柱状节理岩体（1）从节理面中断开；

步骤9、计算柱状节理岩体的抗拉强度I_t（50）。

5.根据权利要求4所述的一种柱状节理结构面拉伸的实验方法，其特征在于，所述的步骤9包括以下步骤：

步骤9.1、读取试验机施加的最大压力P，通过网格法计算破坏面的面积A；

步骤9.2、根据下列公式计算岩石抗拉强度:

I_t=Pcosθ/A

式中:I_t——未经修正的岩石点荷载强度(MPa)；

P——破坏荷载（N）；

A——破坏面的面积(m²)；

进行多次的实验，根据破坏面的面积A计算破坏面直径D，绘制破坏面直径D与破坏荷载P的关系曲线，并在关系曲线上查找D=50mm对应的P₅₀值,，按下列公式计算岩石点荷载强度：

I_t(50)=P₅₀/π×625

式中:P₅₀——根据D～P关系曲线查找的D=50mm时的P值。

6.根据权利要求5所述的一种柱状节理结构面拉伸的实验方法，其特征在于，所述的网格法包括以下步骤：

将节理破裂面置于纸上，描绘破坏面的轮廓线，将轮廓线置于网格纸上，网格纸上绘制有1cm×1cm的方格，将破坏面的边缘描绘在上面，然后按照满格1cm²、不满格0.5cm²来计算破坏面的面积A。