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专利号: 2022100567045
申请人: 东北石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种压‑拉转变式自平衡岩石复合断裂韧性及断裂能测试装置,其特征在于:这种压‑拉转变式自平衡岩石复合断裂韧性及断裂能测试装置包括底座(13)、承压台(2)、两个杠杆机构(9)、岩石拉断体(1),底座(13)上设置两个杠杆机构(9),每个杠杆的动力臂端设置加压支撑台(10),每个杠杆的阻力臂端连接岩石上部施压体(3),承压台(2)居中位于两个杠杆机构(9)之间,承压台(2)下部具有对称设置的两个岩石下部施压体(4),岩石下部施压体(4)为U型挂钩,每个 U型挂钩的下端具有拉柱,岩石拉断体(1)位于岩石下部施压体(4)之间;岩石拉断体(1)为扁平圆柱体,岩石拉断体(1)的中心有岩石预置裂缝(7),岩石预置裂缝(7)的两侧各有一个岩石预置钻孔(6),岩石拉断体的中心、岩石预置钻孔的中心、岩石预置裂缝的中心位于一条直线上,岩石预置裂缝(7)与岩石拉断体(1)两个端面相交处分别贴合着一个位移传感器感应贴片,位移传感器感应贴片均连接一个位移传感器(5),位移传感器(5)连接至数据采集系统;每个岩石下部施压体(4)的拉柱均与岩石拉断体下面的岩石预置钻孔紧固到一起,每个岩石上部施压体(3)均与岩石拉断体上面的岩石预置钻孔紧固到一起;通过对称的杠杆联动机构,使岩石上部施压体始终产生垂直向上的拉伸力,力的方向不产生偏移,使得力的方向与岩石预置裂缝张开位移的方向处于同一条直线上,便于计算断裂能;

两个所述的加压支撑台(10)、承压台(2)位于同一水平线上;

所述的岩石预置钻孔(6)中设置滚珠轴承(8),滚珠轴承(8)外直径略小于岩石预置钻孔(6)直径,滚珠轴承(8)与岩石预置钻孔(6)紧密相贴。

2.根据权利要求1所述的压‑拉转变式自平衡岩石复合断裂韧性及断裂能测试装置,其特征在于:所述的底座(13)上方有四个垂直于底座的杠杆支架(12),杠杆支架(12)为刚性支架,四个杠杆支架(12)分成两对,两对杠杆支架(12)分别位于底座(13)的两端,每对杠杆支架(12)之间用螺栓轴承(11)连接,螺栓轴承(11)同时穿过杠杆支架之间的杠杆预置孔,杠杆支架(12)用于加压支撑台施力,联动杠杆机构,对岩石拉断体提供垂直向上的力。

3.根据权利要求2所述的压‑拉转变式自平衡岩石复合断裂韧性及断裂能测试装置,其特征在于:所述的岩石拉断体(1)为扁平圆柱体,两个岩石预置钻孔的圆心位于圆柱体的一条直径上,具体在岩石拉断体外边界与圆心连线的二分之一处,两个岩石预置钻孔连线的中心为岩石拉断体中心;岩石裂缝为一个细窄的长方体,其长度为岩石预置钻孔直径的1.5倍。

4.一种权利要求3所述的压‑拉转变式自平衡岩石复合断裂韧性及断裂能测试装置的测试方法,其特征在于:采用转压为拉的加载方式为岩石施加拉伸载荷,具体测试步骤如下:(1)通过数控线切割机将不规则的岩石切割成测试所需的形状和尺寸;

(2)将岩石拉断体(1)通过岩石预置钻孔(6)放置在两个岩石上部施压体之间,且同时位于两个下部施压体之间,在岩石拉断体的岩石预置裂缝(7)两侧安装位移传感器(5),并通过数据线与外部的数据采集系统连接;

(3)将两个加压支撑台(10)及承压台(2)分别与外部的油压泵连接;

(4)启动外部的油压泵,为两个加压支撑台(10)及承压台(2)分别施加一定数值的压力;

(5)承压台(2)为岩石拉断体施加向下的拉伸载荷,两侧的加压支撑台(10)通过杠杆原理,为岩石拉断体施加向上的拉伸载荷,通过位移传感器(5)记录下来的数据,计算岩石的断裂韧性与断裂能。