[发明专利]一种摆锤加载中应变率扰动下岩石松弛的试验装置及方法

摘要

本发明公开了一种摆锤加载中应变率扰动下岩石松弛的试验装置及方法，该装置适用于测定岩石试件在轴向静载（和围压）压缩作用下的松弛性能，可通过调整手动摇柄，利用蜗轮蜗杆带动轴压加载板上的透射杆前后移动，实现传动杆对试件分级位移加载、位移保持恒定条件下的松弛试验；该装置能够对岩样施加稳定的轴向静载（和围压），再可通过调整摆锤施加轴向的动力冲击载荷，以使岩样破裂，测试处于长期松弛状态下岩石受到冲击载荷后的力学性能。本发明可以研究岩石在长期的松弛效应和瞬时的动态扰动作用下的力学响应特征和破坏机理，对于评价地下开挖空间的稳定性和设计地下岩石工程的永久支护有着重要的理论意义。

主权项

一种摆锤加载中应变率扰动下岩石松弛的试验装置，其特征是，包括实验平台、固定在实验平台前端的岩石松弛实验装置、固定在实验平台后端的产生中应变率动态扰动的摆锤加载装置和固定在岩石松弛实验装置和产生中应变率动态扰动的摆锤加载装置之间的液压加载装置；所述岩石松弛实验装置包括轴压加载框架、入射杆、手动摇柄和透射杆；所述轴压加载框架固定在实验平台上，轴压加载框架包括两个相对设置的左固定台和右固定台，左固定台的一侧设有轴压加载板，右固定台上设有圆孔；所述手动摇柄固定在左固定台上，手动摇柄通过蜗轮蜗杆传动组件与轴压加载板连接，用于控制轴压加载板的前后移动；所述液压加载装置包括三轴压力室和用于对三轴压力室内的试样进行围压加载的液压系统；所述三轴压力室固定在入射杆和透射杆之间，所述透射杆和三轴压力室相接处设有垫片；所述透射杆的一端与轴压加载板拆卸相连，另一端与三轴压力室的一端连接，透射杆上粘有应变片，透射杆的下方设有校准支座，校准支座固定在实验平台上；所述应变片与数据采集系统连接；所述三轴压力室通过进油管道与液压系统连接，通过液压系统实现对三轴压力室的围压加载；所述入射杆的一端插入右固定台上的圆孔中，另一端通过套筒连接有轴向压力传感器；所述轴向压力传感器与数据采集系统连接；所述产生中应变率动态扰动的摆锤加载装置包括固定在实验平台后端的摆锤支架、在摆锤支架上的摆锤、固定在实验平台上的导向板和在导向板上的冲击杆，所述的冲击杆上粘有应变片，且应变片的输出端与数据采集系统连接；所述导向板上设有导向孔，导向板位于摆锤支架与液压加载装置之间；所述冲击杆的顶端穿过导向孔与岩石松弛实验装置上的入射杆同轴线对应，冲击杆的下方设有用于支撑固定的校准支座，校准支座固定在实验平台上；所述摆锤位于冲击杆的后侧与冲击杆的后端同轴线对应。