[实用新型]一种单轴压缩测试装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种考虑温度作用下的单轴压缩测试装置，具体涉及一种单轴压缩测试装置。

背景技术

岩石单轴压缩是指岩石在单轴压缩条件下的变形和破坏特征。单轴压缩变形试验用于测定岩石试件在轴向力条件下的轴向及环向应变值,进而计算出岩石的弹性模量和泊松比。目前岩石试验机大多数是大型的单轴或三轴试验机，这些试验机由电液伺服控制千斤顶提供轴向压力，利用油压提供围压，可以完成常规的单轴压缩试验或三轴压缩试验。

早期，岩石力学的试验大多采用普通的材料试验机，之后，随着人们对岩石和试验机刚度的认识，发明了刚性试验机。为了模拟岩石的受力性态，研制了围压三轴试验机、真三轴试验机、高温高压三轴试验机和大型真三轴试验机。国内外学者并随之进行了大量的相关试验研究，揭示了许多关于岩石的特性。如：刘冬梅等采用实时全息干涉法、高分辨率数字摄像机与计算机图像处理系统链接的三位一体化测量系统，对单轴受压岩石、花岗岩和和砂岩试样裂纹扩展与变形破坏过程进行了连续动态观测，对岩石损伤演化过程进行了详细的描述。刘燕东等在刚性试验机上对单轴岩石受压破坏全过程进行声发射试验，得到了岩石裂纹扩展的声发射特征，从而揭示了含裂纹岩石破坏机理。刘晓丽等利用Geo-CAAS系统，研究了单个或多个随机缺陷的岩石在单轴压缩条件下的变形和强度特性，分析了缺陷位置和体积含量对岩石强度的影响。王立明在申请号为201520537443.4的专利中提供一种应力、温度和振动耦合作用下的岩石单轴压缩试验装置，实现对岩石在应力、温度和振动耦合作用下的单轴压缩试验。彭守建等在申请号为201520031653.6的专利中提供一种单轴拉压试验机，用于岩石的抗拉与抗压强度测试。

但是，上诉试验机体积庞大，过于笨重且实验条件不易控制：一方面在不受围压的保护条件下，进行单轴压缩试验时在试样安装过程中会产生压力室主轴与试样主轴不重合的偏差，这种偏差会导致试样在加载过程中的应力集中现象，使实验数据误差增大；另一方面考虑热力耦合效应的试样常规的做法是将试样加热并冷却至常温后进行物理力学实验。而本实用新型试验装置一方面小巧轻便，能够直接放置于恒温恒湿箱中，实现在温度加载过程中的力学实验操作；另一方面可在压密阶段及时调整试样位置，简单有效的避免了单轴压缩试验的弊端，使得实验结果稳定，且在试验过程中可以实现对试验过程的实时监测。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无侧向受限的岩石单轴压缩试验装置，该实验装置通过旋转固定于可拆卸式受力托架上的螺钉实现对顶盖中轴向活塞的位置调整，避免了在实验过程中反复拆装顶盖这一环节，提高了实验效率；在压密阶段可以人为的及时调整试样位置使得压头、试样和底座的中心在同一轴线上，降低了实验数据的离散性，从而避免了单轴压缩试验的弊端；该单轴压缩试验装置小巧轻便，方便移动，能够放置于恒温恒湿箱中完成在恒温恒湿条件下进行单轴压缩试验，能够准确的模拟工程背景；通过恒温恒湿箱的玻璃窗可以直观记录试样破坏的宏观过程。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种单轴压缩测试装置，其特征在于：包括控制装置和从上至下依次设置的反力架、试样固定装置和工作台，所述反力架上设有对式样固定装置加压的千斤顶；

所述式样固定装置包括顶盖、底座、环向位移计、线性变压式位移传感器(LVDT)、高强度螺杆和螺杆套，所述顶盖四周设有多个用于高强度螺杆穿过的光孔，底座上设有多个与顶盖上光孔对应的螺孔，所述高强度螺杆穿过顶盖上的光孔套上螺杆套后固定在底座上相应的螺孔内，所述顶盖中部设有轴向活塞，轴向活塞下端的活塞杆底端设有压头，待检测试样放置于压头和底座之间，所述压头四周设有钢圆盘，所述线性变压式位移传感器上下两端分别与压头和底座固定相连，所述环向位移计套在待检测试样上，所述环向位移计和线性变压式位移传感器分别通过导线与控制装置相连，所述底座置于工作台上，所述千斤顶的活动端顶在轴向活塞上端的活塞杆上。

作为改进，该单轴压缩测试装置还包括轴向活塞调整装置，所述轴向活塞调整装置包括受力托架、高强度螺钉和设于顶盖底部的两条承力钩，所述受力托架两端分别设有与承力钩咬合的受力沟槽，所述高强度螺钉旋入受力托架中部的螺纹通孔内，当受力托架两端分的受力沟槽分别与承力钩咬合时，高强度螺钉刚好顶在轴向活塞下端的活塞杆上，拧动高强度螺钉，即可将轴向活塞向上顶复位。

作为改进，用于将顶盖和底座固定相连的高强度螺杆和相应螺杆套分别有3-8个，且都是对称分布在顶盖四周。

作为改进，所述式样固定装置设于恒温恒湿箱内。