[发明专利]层状岩石试块的楔形劈裂装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种层状岩石试块的楔形劈裂装置。

背景技术

在岩土工程及地下工程中，由于存在着围岩软弱、破碎导致其强度低、自承力差及稳定性难以控制等特点，然而在实际工程中，则不能直接的观测其岩体周边裂缝发展趋势和破坏形态。则通过实验模拟，并分析岩石的破坏特性和破坏方式，并探究岩石内部微裂缝的发展趋势和影响。为掘进爆破工艺、巷道围岩、地铁隧道开挖的支护提供有力的数据分析。如岩石试件的劈裂实验模拟，但传统的劈裂实验是使用一个钢制小楔块直接劈压，确定摩擦力的计算较困难，实验的精确性低，且操作复杂。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本发明之目的就是提供一种层状岩石试块的楔形劈裂装置，可有效解决岩石试件的劈裂实验模拟及摩擦力的计算困难，实验精确性低的问题。

本发明解决的技术方案是，劈拉套盒是由槽体和槽体前后两侧外壁上对称装有横轴构成的钢制一体结构，槽体的一端和底部开口，另一端封闭；劈拉套盒的横轴上套有承压滚轴，劈拉套盒有左右对称的两个，两个劈拉套盒的封闭端相对，开口端朝外，两个劈拉套盒之间装有卡在两个劈拉套盒前后两侧外壁上的楔块；楔块的结构是，横板的前后两侧底部装有前后对称的前面板和后面板，前面板或后面板均为上宽下窄状，构成楔形槽状结构。

本发明有较好的强度、刚度及稳定性等力学性能，能承受实验试件所需的压力而不会发生试件的受力变形，简化了实验试件的应力分析，方便了实验并加快了实验进程，避免了不必要因素的干扰，并且其操作简单、使用方便、可节省成本。

附图说明

图1为本明的结构立体图。

图2为本发明楔块的结构立体图。

图3为本发明劈拉套盒的结构立体图。

图4为本发明劈拉套盒的结构主视图。

图5为试件的结构立体图。

图6为本发明在劈裂实验中的使用状态示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

由图1-图6给出，本发明的结构是，劈拉套盒是由槽体1和槽体前后两侧外壁上对称装有横轴2构成的钢制一体结构，槽体的一端和底部开口，另一端封闭；劈拉套盒的横轴上套有承压滚轴3，劈拉套盒有左右对称的两个，两个劈拉套盒的封闭端相对，开口端朝外，两个劈拉套盒之间装有卡在两个劈拉套盒前后两侧外壁上的楔块；楔块的结构是，横板4的前后两侧底部装有前后对称的前面板5和后面板6，前面板或后面板均为上宽下窄状，构成楔形槽状结构。

所述的前面板5和后面板6均垂直于横板。

所述的前面板5或后面板均是由上部的矩形板和下部倒置的等腰梯形板对接在一起构成的一体状的上宽下窄平板结构。

所述的前面板5下部内壁贴靠在两个劈拉套盒的前侧外壁上，后面板下部内壁贴靠在两个劈拉套盒的后侧外壁上。

所述的前面板5底部置于左右两端的两个劈拉套盒前侧的承压滚轴上呈向下挤压状态，后面板底部置于左右两端的两个劈拉套盒后侧的承压滚轴上呈向下挤压状态。

所述的承压滚轴3为深沟珠轴承。

所述的承压滚轴3与套接在一起的横轴所在的劈拉套盒外壁有1mm的间距。

所述的楔块是钢制的一体结构，其作用是承接压力机并把压力传递给承压滚轴。

下面结合附图1-6来说明本发明的工作过程：第一步，首先将试件7（如图5）的上部缺口的部位涂抹适量的润滑油，其次将劈拉套盒安装在试件的上部缺口处（见图6）；第二步，将深沟珠轴承安装在劈拉套盒的横轴上，深沟珠轴承与劈拉套盒有间距，优选1mm；第三步，将楔块放置在楔块底部左右两端外侧的两个深沟珠轴承之间上，楔块上接压力机开始进行劈裂实验，楔块上接压力机并将压力传递给深沟珠轴承进而传递给劈拉套盒，最后传递给试件，深沟珠轴承将受力作用于劈拉套盒上，劈拉套盒的受力可以明确的进行受力分析及水平方向的拉力和竖直方向的压力。

本发明可以用来劈裂具有不同倾斜角度、不同裂缝位置、不同厚度大小试块（又称试件）；可以有效的计算各个方向坐标上的应力的大小，较大的减小摩擦力对实验的影响。劈拉套盒是整块钢板通过线切割等方式整体切割出来的而非焊接，从而保证了整体的刚体的刚度；深沟珠轴承套箍在劈拉套盒的横轴上，避免了不必要因素的干扰，本发明中的所有部件均为钢制构件，变形量较小，可以忽略考虑钢制构件的变形对实验的影响。本发明还可以重复利用，并且其操作简单、使用方便、可节省成本，有效减少摩擦力并忽略摩擦力对实验的影响，增加实验的精确度，结构为组合型，适用于承压劈裂实验。