申请/专利权人：天津大学;深圳大学

申请日：2022-01-17

公开（公告）日：2024-03-12

公开（公告）号：CN114526987B

主分类号：G01N3/04

分类号：G01N3/04

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.12#授权;2022.06.10#实质审查的生效;2022.05.24#公开

摘要：本发明公开一种用于岩石单面临空状态下岩爆的试验夹具及测试方法，试验夹具包括岩石试件，还包括底座、直角U形槽、挡板、扭力测力计和垫块，底座的底板前端设有刻度，底座的底板上设有沉头螺丝孔A，直角U形槽的底部设有与沉头螺丝孔A相对应的螺丝孔，直角U形槽通过沉头螺丝可拆卸的与底座连接；岩石试件放置于直角U形槽内，垫块放置于岩石试件的顶部，挡板为长方体结构并放置于岩石试件的一侧；直角U形槽的一侧也设有沉头螺丝孔B，挡板上设有和沉头螺丝孔B相对应的非贯通螺丝孔；外六角螺丝上设置有活动螺母，扭力测力计用于对每个沉头螺丝孔B内的外六角螺丝测力确保固定岩石试件的每个外六角螺丝的预紧力一致。

主权项：1.一种用于岩石单面临空状态下岩爆的试验夹具，包括岩石试件，其特征在于，还包括底座、直角U形槽、挡板、扭力测力计和垫块，所述底座为顶部和前端开口的空心长方体结构，所述底座的底板前端设有刻度，所述底座的底板左侧、底板右侧和底板后侧均设有沉头螺丝孔A，所述直角U形槽的底部设有与所述沉头螺丝孔A相对应的螺丝孔，所述直角U形槽通过沉头螺丝可拆卸的与所述底座连接；岩石试件放置于所述直角U形槽内，所述垫块放置于所述岩石试件的顶部，所述挡板为长方体结构并放置于所述岩石试件的一侧；所述直角U形槽的一侧设有沉头螺丝孔B，所述挡板上设有和所述沉头螺丝孔B相对应的非贯通螺丝孔；通过外六角螺丝穿过沉头螺丝孔B和挡板上的非贯通螺丝孔固定岩石试件；所述挡板和直角U形槽之间的外六角螺丝上设置有活动螺母，所述扭力测力计用于对每个沉头螺丝孔B内的外六角螺丝测力确保固定岩石试件的每个外六角螺丝的预紧力一致，所述直角U形槽的开口方向与底座前端开口方向相同，直角U形槽内部宽度与底座左右两侧宽度相同，直角U形槽长度与底座前端开口长度相同；垫块底面积与岩石试件底面积相同；所述扭力测力计由手柄、示数表和六角螺套；所述六角螺套与所述外六角螺丝的规格匹配，扭力测力计能够双向测力，在对外六角螺丝测力时确保示数表逆时针、顺时针指数相同；挡板高度、厚度分别与直角U形槽的高度和内部宽度一致；该试验夹具的测试方法如下：1将岩石试件放置于直角U形槽中，并通过挡板和外六角螺丝固定岩石试件；2将扭力测力计的六角螺套旋入外六角螺丝的螺母中，用于测量外六角螺丝的预应力，确保每个外六角螺丝预应力测量值相同，即保证岩石试件表面受力均匀；3将高速摄影仪A对准岩石试件的临空面，将高速摄影仪B对准垂直于岩石试件的临空面的一侧，调整高速摄影仪A和高速摄影仪B的分辨率和帧数，并将高速摄影仪设置成结束触发模式；4将伺服液压刚性试验机的输出轴施加在垫块顶部，启动伺服液压刚性试验机，按照设定加载速率施加轴压，通过轴向压力测试系统得到岩石试件的力学参数；5伺服液压刚性试验机报警同时触发高速摄影仪A和高速摄影仪B，记录岩石试件岩爆现象，并计算岩石试件岩爆时喷射速度，完成测试；以下公式计算岩石试件极限承载强度σ： 式中：F、A分别为轴向压力测试系统记录到的峰值荷载和岩石试件的顶部横截面积；F、A的单位分别为kN和mm2；根据以下公式计算岩石试件岩爆时喷射速度ve： 式中d是弹射距离，m；g为重力加速度，ms2；h为弹射碎片的高度，m；θ为弹射角度。

全文数据：

权利要求：

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