[发明专利]一种岩石轴向抗拉的三向校正系统

说明书

本发明公开了一种岩石轴向抗拉的三向校正系统，包括试样顶部竖直转角校正组件、试样顶部水平位移校正组件，试样顶部夹持组件、试样底部夹持组件、试样底部水平位移校正组件和试样底部竖直转角校正组件，试样顶部水平位移校正组件的顶部和底部分别与试样顶部竖直转角校正组件和试样顶部夹持组件固定连接，试样夹持在试样顶部夹持组件和试样底部夹持组件之间，试样底部水平位移校正组件的顶部和底部分别于试样底部夹持组件和试样底部竖直转角校正组件固定连接。本发明能够克服现有轴向拉伸过程中可能出现的端部应力集中和拉伸偏心问题，以及试验机上下拉力方向不在同一直线上的问题，最大程度的还原岩石直接抗拉的真实受力状态。

技术领域

本发明涉及岩石类材料力学试验设备技术领域，尤其涉及一种岩石轴向抗拉的三向校正系统。

背景技术

岩石属于典型的非均质准脆性材料，内部强度差异较大，与抗压强度相比，其抗拉强度和极限变形都很小。由于工程中岩石类材料的拉压比很小，即使在压缩应力状态下，岩石的破坏形态也往往表现为拉伸断裂模式。因此，岩石的抗拉力学特性是岩石力学领域中重要的力学参数，也是岩石力学工程界研究的重点和热点之一。但是在岩石的单轴抗拉试验中，由于岩石试样属于脆性材料，夹持过程中极易发生微小破碎，且存在拉伸偏心问题很难克服等难题，导致目前尚未出现成熟准确的方法，直接进行岩石轴向拉伸测试的难度比较大，具体体现在：(1)岩石试样的上下两个端部如何有效与拉力试验机进行连接；(2)如何确保拉伸过程中岩石试样的轴线与荷载施加的方向同直线；(3)拉力试验机在长时间多次试验之后存在上下两个夹头不完全对称，水平方向上存在一定的位移偏差，导致对试验的拉伸作用力不在同一直线上。

因此，如何提供一种行之有效的用于岩石单轴抗拉试验的三向校正系统，以克服现有轴向拉伸过程中可能出现的端部应力集中和拉伸偏心问题，以及试验机上下拉力方向不在同一直线上，最大程度的还原岩石直接抗拉的真实受力状态，已经成为一个岩石力学领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种岩石轴向抗拉的三向校正系统，以克服现有轴向拉伸过程中可能出现的端部应力集中和拉伸偏心问题，以及试验机上下拉力方向不在同一直线上的问题，最大程度的还原岩石直接抗拉的真实受力状态。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种岩石轴向抗拉的三向校正系统，其特征在于：包括试样顶部竖直转角校正组件、试样顶部水平位移校正组件，试样顶部夹持组件、试样底部夹持组件、试样底部水平位移校正组件和试样底部竖直转角校正组件，所述试样顶部竖直转角校正组件的顶端与试验机的上夹头相匹配，且所述试样顶部竖直转角校正组件的底端与所述试样顶部水平位移校正组件的顶端固定连接，所述试样顶部水平位移校正组件的底端与所述试样顶部夹持组件的顶端固定连接，试样夹持在所述试样顶部夹持组件和所述试样底部夹持组件之间，所述试样底部夹持组件的底部与所述试样底部水平位移校正组件的顶部固定连接，所述试样底部水平位移校正组件的底部与所述试样底部竖直转角校正组件的顶部固定连接，所述试样底部竖直转角校正组件的底端与是样机的下夹头相匹配。

进一步的，所述试样顶部竖直转角校正组件包括第一连接杆、第一半圆盘、第一转动球、第二半圆盘、第二连接杆和第一传力球；所述第一传力球的内部为空心结构，且所述第一传力球的顶部和底部均为开口结构，所述第一半圆盘和所述第二半圆盘相向且对称设置，且所述第一半圆盘和所述第二半圆盘均与所述第一传力球的内侧壁转动连接；所述第一半圆盘和所述第二半圆盘之间通过第一转动球连接，所述第一转动球与所述第一半圆盘和所述第二半圆盘均为转动连接；

所述第一连接杆的底部与所述第一半圆盘的顶部固定连接，所述第二连接杆的顶部与所述第二半圆盘的底部固定连接，所述第一连接杆和所述第二连接杆均贯穿所述第一传力球。