全文摘要
本实用新型公开了一种三向刚性加载岩石的真三轴加载装置，旨在提供一种可提高测试精度的三向刚性加载岩石的真三轴加载装置。它包括用于承载立方体岩样的底板，放置于立方体岩样上端、其后端中部及左端中部具有横向通槽的顶板，放置于底板上、使用时与立方体岩样前端及顶板前端贴合的第一侧板，放置于底板上、使用时与立方体岩样右端及顶板右端贴合的第二侧板，放置于底板上、使用时与立方体岩样后端贴合、且上部设置与顶板该侧横向通槽嵌合的第一嵌合部的第三侧板，以及放置于底板上、使用时与立方体岩样左端贴合、且上部设置与顶板该侧横向通槽嵌合的第二嵌合部的第四侧板；所述第二侧板邻接第一侧板的一端与第一侧板内侧接触。
主设计要求
1.一种三向刚性加载岩石的真三轴加载装置，用于立方体岩样（10）的应力测试，该立方体岩样（10）的四个侧面分别称为前端、后端、左端及右端；其特征在于：包括用于承载立方体岩样（10）的底板（1），放置于立方体岩样（10）上端、其后端中部及左端中部具有横向通槽的顶板（2），放置于底板（1）上、使用时与立方体岩样（10）前端及顶板（2）前端贴合的第一侧板（3），放置于底板（1）上、使用时与立方体岩样（10）右端及顶板（2）右端贴合的第二侧板（4），放置于底板（1）上、使用时与立方体岩样（10）后端贴合、且上部设置与顶板（2）该侧横向通槽嵌合的第一嵌合部（7）的第三侧板（5），以及放置于底板（1）上、使用时与立方体岩样（10）左端贴合、且上部设置与顶板（2）该侧横向通槽嵌合的第二嵌合部（8）的第四侧板（6）；所述第二侧板（4）邻接第一侧板（3）的一端与第一侧板（3）内侧接触；所述第三侧板（5）邻接第二侧板（4）的一端与第二侧板（4）内侧接触；所述第四侧板（6）邻接第三侧板（5）的一端与第三侧板（5）内侧接触；所述第一侧板（3）邻接第四侧板（6）的一端与第四侧板（6）内侧接触。
设计方案
1.一种三向刚性加载岩石的真三轴加载装置，用于立方体岩样（10）的应力测试，该立方体岩样（10）的四个侧面分别称为前端、后端、左端及右端；其特征在于：包括用于承载立方体岩样（10）的底板（1），放置于立方体岩样（10）上端、其后端中部及左端中部具有横向通槽的顶板（2），放置于底板（1）上、使用时与立方体岩样（10）前端及顶板（2）前端贴合的第一侧板（3），放置于底板（1）上、使用时与立方体岩样（10）右端及顶板（2）右端贴合的第二侧板（4），放置于底板（1）上、使用时与立方体岩样（10）后端贴合、且上部设置与顶板（2）该侧横向通槽嵌合的第一嵌合部（7）的第三侧板（5），以及放置于底板（1）上、使用时与立方体岩样（10）左端贴合、且上部设置与顶板（2）该侧横向通槽嵌合的第二嵌合部（8）的第四侧板（6）；所述第二侧板（4）邻接第一侧板（3）的一端与第一侧板（3）内侧接触；所述第三侧板（5）邻接第二侧板（4）的一端与第二侧板（4）内侧接触；所述第四侧板（6）邻接第三侧板（5）的一端与第三侧板（5）内侧接触；所述第一侧板（3）邻接第四侧板（6）的一端与第四侧板（6）内侧接触。
2.根据权利要求1所述三向刚性加载岩石的真三轴加载装置，其特征在于：所述底板（1）采用弹性模量为210GPa的45号钢制成。
3.根据权利要求1或2所述三向刚性加载岩石的真三轴加载装置，其特征在于：所述顶板（2）采用弹性模量为210GPa的45号钢制成。
4.根据权利要求1或2所述三向刚性加载岩石的真三轴加载装置，其特征在于：所述第一侧板（3）采用弹性模量为210GPa的45号钢制成。
5.根据权利要求1或2所述三向刚性加载岩石的真三轴加载装置，其特征在于：所述第二侧板（4）采用弹性模量为210GPa的45号钢制成。
6.根据权利要求1或2所述三向刚性加载岩石的真三轴加载装置，其特征在于：所述第三侧板（5）采用弹性模量为210GPa的45号钢制成。
7.根据权利要求1或2所述三向刚性加载岩石的真三轴加载装置，其特征在于：所述第四侧板（6）采用弹性模量为210GPa的45号钢制成。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及岩石力学设备技术领域，尤其是涉及一种三向刚性加载岩石的真三轴加载装置。
背景技术
实际工程岩体常处于复杂的三向受压应力状态，且三个方向的主应力不相等，常规三轴试验很难真实反映现场岩体的卸荷力学特性。真三轴试验对岩样施加三对相互独立均匀的主应力，能够模拟岩石实际应力状态，考虑中间主应力效应。然而，国内外真三轴加载装置多采用“两刚一柔”，有一主应力靠液压油进行应力加载，不能较好的反映出真实岩石受力环境，试验结果仍不能真实反映现场岩体的卸荷力学特性。另外常用的三向刚性加载装置，其立方岩石样周边采用倒角处理，致使岩样表面受力面小于立方岩石样的实际面积，导致试验结果存在边角效应。如何解决上述问题，获得真实应力状态下岩石力学特性成为土木工程关注的重点。
实用新型内容
本实用新型的目的旨在克服现有技术存在的不足，提供了一种可避免边角效应的三向刚性加载岩石的真三轴加载装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种三向刚性加载岩石的真三轴加载装置，用于立方体岩样的应力测试，该立方体岩样的四个侧面分别称为前端、后端、左端及右端；其包括用于承载立方体岩样的底板，放置于立方体岩样上端、其后端中部及左端中部具有横向通槽的顶板，放置于底板上、使用时与立方体岩样前端及顶板前端贴合的第一侧板，放置于底板上、使用时与立方体岩样右端及顶板右端贴合的第二侧板，放置于底板上、使用时与立方体岩样后端贴合、且上部设置与顶板该侧横向通槽嵌合的第一嵌合部的第三侧板，以及放置于底板上、使用时与立方体岩样左端贴合、且上部设置与顶板该侧横向通槽嵌合的第二嵌合部的第四侧板；所述第二侧板邻接第一侧板的一端与第一侧板内侧接触；所述第三侧板邻接第二侧板的一端与第二侧板内侧接触；所述第四侧板邻接第三侧板的一端与第三侧板内侧接触；所述第一侧板邻接第四侧板的一端与第四侧板内侧接触。
优选的是，所述底板采用弹性模量为210GPa的45号钢制成。
优选的是，所述顶板采用弹性模量为210GPa的45号钢制成。
优选的是，所述第一侧板采用弹性模量为210GPa的45号钢制成。
优选的是，所述第二侧板采用弹性模量为210GPa的45号钢制成。
优选的是，所述第三侧板采用弹性模量为210GPa的45号钢制成。
优选的是，所述第四侧板采用弹性模量为210GPa的45号钢制成。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
（1）本实用新型通过采用错位拼装，方便、快捷地实现立方岩石样的三向独立刚性加载，避免目前试验结果存在边角效应的问题，真实模拟实际工程中岩体所受三向应力状态，从而掌握岩石力学属性，为工程施工、设计提供试验基础。
（2）本实用新型克服了三向刚性加载相互约束，且解决现有真三轴装置存在的边角效应，可以很好地为工程真三轴力学试验提供服务，具有很强的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1另一方向的结构示意图。
图3为底板的结构示意图。
图4为第三侧板的结构示意图。
图5为顶板的结构示意图。
图6为图2移除部分构件的示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在以下描述中，为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式，将以附图为基准，借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
图1-6所示三向刚性加载岩石的真三轴加载装置，用于立方体岩样10的应力测试，该立方体岩样10的四个侧面分别称为前端、后端、左端及右端；
其包括：
用于承载立方体岩样10的底板1，放置于立方体岩样10上端、其后端中部及左端中部具有横向通槽的顶板2；
放置于底板1上、使用时与立方体岩样10前端及顶板2前端贴合的第一侧板3；
放置于底板1上、使用时与立方体岩样10右端及顶板2右端贴合的第二侧板4；
放置于底板1上、使用时与立方体岩样10后端贴合的第三侧板5，该第三侧板5的上部设置与顶板2该侧的横向通槽嵌合的第一嵌合部7；
放置于底板1上、使用时与立方体岩样10左端贴合的第四侧板6，该第四侧板6的上部设置与顶板2该侧的横向通槽嵌合的第二嵌合部8；
所述第二侧板4邻接第一侧板3的一端与第一侧板3内侧接触；所述第三侧板5邻接第二侧板4的一端与第二侧板4内侧接触；所述第四侧板6邻接第三侧板5的一端与第三侧板5内侧接触；所述第一侧板3邻接第四侧板6的一端与第四侧板6内侧接触。
本实施例中，所述底板1、顶板2、第一侧板3、第二侧板4、第三侧板5、第四侧板6均采用弹性模量为210GPa的45号钢制成。
使用时，顶板作为轴向施加应力的接触装置，由于第三侧板、第四侧板与顶板采用嵌装配合，实现相对滑动，故可以实现真三轴三向加载。
该加载装置的第一侧板3、第二侧板4、第三侧板5、第四侧板6之间形成错位拼接，具体步骤如下：
①将立方体岩样（10cm✕10cm✕10cm）放置加载装置的底板上，岩样的一角与底板一角持平；
② 在步骤的①基础上，安放第一侧板，第一侧板一角与岩石持平；
③ 在步骤的②基础上，与第一侧板错位安放第二侧板，第二侧板一角与岩石持平；
④ 在步骤的③基础上，安放顶板；为了减轻滑动摩擦阻力，可在顶板的横向通槽内涂抹凡士林，减小第四侧板及第四侧板滑动产生的摩擦力；
⑤ 在步骤的④基础上，安放第三侧板和第四侧板；为了减轻滑动摩擦阻力，可在第三侧板、第四侧板与顶板接触位置涂抹凡士林，减小滑动时产生的摩擦力；
⑥拼装好后的加载装置如图1所示，施力时在顶板、第三侧板及第四侧板上施加主动力，在第一侧板和第二侧板上施加反作用力。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920004602.2
申请日:2019-01-03
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:53(云南)
授权编号:CN209727639U
授权时间:20191203
主分类号:G01N3/12
专利分类号:G01N3/12;G01N3/02
范畴分类:31E;
申请人:华能澜沧江水电股份有限公司;河海大学;华能集团技术创新中心有限公司
第一申请人:华能澜沧江水电股份有限公司
申请人地址:650214 云南省昆明市世纪城中路1号
发明人:陈鸿杰;徐卫亚;王环玲;迟福东;王苏生
第一发明人:陈鸿杰
当前权利人:华能澜沧江水电股份有限公司
代理人:徐玲菊;罗继元
代理机构:53100
代理机构编号:昆明正原专利商标代理有限公司 53100
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计