[发明专利]一种适用于岩石试件的预应力附加装置与方法

权利要求书

1.一种适用于岩石试件的预应力附加装置，其特征在于：包括上夹板（2）、底板（3）、螺杆（4）、套筒（5）、压力传感器（6）、中空测力传感器（7）、数据采集器（8）、万向软轴（9）、螺母（10）、电动扳手（11）和控制器（12）；

底板（3）中间预留凹槽，岩石试件（1）通过底板（3）凹槽固定于底板（3）之上，岩石试件（1）顶部放置压力传感器（6）；上夹板（2）位于压力传感器（6）之上，上夹板（2）中心及四角边缘具有开孔，压力传感器（6）传输线通过上夹板（2）中心开孔与数据采集器（8）相连；底板（3）四角边缘具有开孔，底板（3）开孔位置与上夹板（2）对应；套筒（5）穿过底板（3）开孔，套筒（5）内部具有螺纹，螺杆（4）通过套筒（5）内部螺纹与套筒（5）相连，并穿过上夹板（2）四角开孔；螺杆（4）顶部设有螺母（10），螺母（10）与上夹板（2）之间放置中空测力传感器（7），中空测力传感器（7）通过数据线与数据采集器（8）连接；万向软轴（9）一端设有磁吸式卡接头（91），磁吸式卡接头（91）与螺母（10）相连，万向软轴（9）另一端设有动力转轴（92），动力转轴（92）与电动扳手（11）相连，电动扳手（11）通过控制线与控制器（12）连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于岩石试件的预应力附加装置，其特征在于：所述的底板（3）、上夹板（2）、螺杆（4）、套筒（5）和螺母（10）均为不锈钢材质。

3.根据权利要求1所述的一种适用于岩石试件的预应力附加装置，其特征在于：所述的底板（3）凹槽与岩石试件（1）底面尺寸、形状相同。

4.权利要求1所述的一种适用于岩石试件的预应力附加装置的预应力附加方法，其特征在于：该方法是：将岩石试件（1）放置在底板（3）凹槽之上，岩石试件（1）顶部放置压力传感器（6）；将内部带有螺纹的套筒（5）固定在底板四角开孔处，将螺杆（4）旋转进入套筒（5），实现与套筒（5）连接；螺杆（4）穿过上夹板（2）四角开孔，压力传感器（6）传输线穿过上夹板（2）中心开孔与数据采集器（8）相连；将中空测力传感器（7）套在螺杆（4）顶端，并与上夹板（2）水平接触，使用螺母（10）将中空测力传感器（7）固定；中空测力传感器（7）通过数据线与数据采集器（8）相连；螺母（10）与万向软轴（9）的磁吸式卡接头连接（91），万向软轴（9）另一端的动力转轴（92）与电动扳手（11）相连，电动扳手（11）由控制器（12）控制；控制器（12）通过控制电动扳手（11），由万向软轴（9）进行传动，将动力传送给螺母（10），螺母（10）向下旋转，对上夹板（2）施加压力，从而对岩石试件（1）施加应力；通过中空测力传感器（7）监测不同螺母（10）压力大小，当螺母（10）压力出现偏差时，调整电动扳手（11）转速，使得不同螺母（10）压力一致，当压力传感器（6）测得岩石试件（1）压力达到所需荷载时，关闭电动扳手（11），停止加载。施加预应力后的岩石试件（1），可以用于冻融循环、干湿循环试验，当压力传感器（6）监测到岩石预应力损失超过设定值时，控制器（12）控制电动扳手（11）工作，在不中断试验进程的前提下完成对岩石试件（1）的二次补张。