一种岩石直接拉伸试样快速制备装置及制备方法与流程

本发明涉及岩石力学试验技术领域，尤其是一种岩石直接拉伸试样快速制备装置，以及试样的制备方法和利用该试样进行拉伸试验的方法。

背景技术：

抗拉强度是岩石的一项重要力学参数，很多岩石材料发生破坏或失稳往往是由于局部或整体承受拉应力引起的，实际工程中岩体受拉破坏也是常见的破坏类型。地下洞室和巷道的开挖会引起周围应力的重新分布，在拱顶或者边墙部位容易出现拉应力；人工边坡表面附近，由于自由面的存在，拉应力也经常存在；在煤矿开采或者巷道掘进过程中，冒顶、冲击地压以及煤与瓦斯突出等动力灾害事故时有发生，这些往往也与煤岩层受拉破坏相关。因此，准确测定工程相关岩体的抗拉强度，对工程和人员安全均有重要意义。

目前测定岩石抗拉强度的主要方法有直接拉伸法、巴西劈裂法、正方形板对轴压裂法、圆盘弯曲拉伸法和水压致裂法等，常用的是直接拉伸法和巴西劈裂法。巴西劈裂试验所得结果有时不能获取分析问题所需的足够信息，甚至不能反映问题的本质，这就限制了这一研究方法的进一步发展和应用。直接拉伸试验结果更加符合岩石受拉的实际情况，但是岩石试样加工比较困难，费用较高；且在制样或试验时，人为因素影响较大，试件安放较慢，不利于进行大批量试验测试；另外试验加载过程中由于试样精度不够或加载不合理，有时会出现偏心受拉，不能保证拉力通过试样中心轴。因此，为了加快试验速度、提高试验精确度、同时保证试验过程的安全可靠性，有必要开发出一种精准快速的岩石直接拉伸试样制备装置及试验方法。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出了一种岩石直接拉伸试样快速制备装置及制备方法，且该装置结构紧凑、操作简单，可以快速制备岩石直接拉伸试样，制备效率高。

本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种岩石直接拉伸试样快速制备装置，包括基座和倒l型支架，所述基座和倒l型支架形成基本框架，基本框架内侧竖直设置有滑轨，所述滑轨上设置有与其相配合的滑块，所述滑块上通过第一连接件连接有旋转下拉机构，所述旋转下拉机构下方设置有钢套筒，通过该旋转下拉机构可将岩棒旋转进入灌有适量胶结剂的钢管内，钢管另一端已用塑料扣盖封堵以防止胶液流出；

所述基座上依次安装有水平调节平台、倾斜调节平台和电磁吸盘a，所述电磁吸盘a上吸附一钢套，所述钢套用于放置岩石直接拉伸试样，所述岩石直接拉伸试样包括岩棒、套设在岩棒两端的钢管和分别位于钢管两端的塑料扣盖，即岩石直接拉伸试样包括1个岩棒、2个钢管和2个塑料扣盖，所述岩棒与钢管之间，以及岩棒与塑料扣盖之间均通过胶结剂粘结在一起，此处的岩棒宜采用高精度取芯钻机制成，粘结在钢管内的部分为胶结夹持端，中间自由段为试验部分。

优选的，所述旋转下拉机构包括轴承座、轴承、转轴和下拉把手，所述轴承座通过第一连接件与滑块连接并能够跟随滑块沿滑轨作上下移动，所述第一连接件包括一竖向连接板和水平连接板，所述竖向连接板通过螺栓固定于滑块侧边，水平连接板上螺栓固定轴承座，水平连接板中部设置有通孔，轴承座上安装轴承，转轴穿过通孔与轴承内圈固定连接；

所述转轴上方固定有旋转盘，所述转轴下方设置有第二连接件，所述第二连接件通过螺栓连接钢套筒；

优选的，所述下拉把手设置于轴承座两侧，用于人工上下移动。

优选的，所述钢套起到放置塑料扣盖及钢管组合体的作用，钢套不必太高，所述钢套内径与塑料扣盖外径尺寸相配合，塑料扣盖的内径与钢管外径尺寸相配合；由于预制岩石直接拉伸试样时，钢管内会预先注入适量液体胶结剂，必须采用塑料扣盖封堵住下端，其目的在于，将岩棒粘结在采用塑料扣盖封堵的钢管内，可节约经济成本，因为钢管可由标准钢管切割而成，再罩以价格低廉的塑料扣盖，其成本远低于精加工的钢套。

所述塑料扣盖的厚度不宜较厚，优选为0.5-1mm，否则将大大降低电磁吸盘对钢管的吸附力。

优选的，基座的材质优选为铝合金，基座上设置有多排用于固定水平调节平台的固定槽，固定槽为凹槽，其结构尺寸与水平调节平台上的螺纹孔配合，凹槽内放置方形螺母，以便利用螺栓将水平调节平台紧固在基座上，倾斜调节平台与水平调节平台采用螺栓连接，电磁吸盘a与倾斜调节平台也采用螺栓连接；

优选的，所述水平调节平台为直线滚珠型xy轴滑台，优选为盘起工业(大连)有限公司生产，型号xymd100，具有左右、前后调节功能，其技术参数为，材质为sus440c，台面尺寸为100*100mm，行程±12.5mm，本体重量2.6kg，滑台表面采用无电解镀镍处理；

所述倾斜调节平台为滚珠型倾斜平台，优选为盘起工业(大连)有限公司生产，型号tst125，所述水平调节平台与倾斜调节平台之间为螺栓连接，具有调节上下倾角的功能，其技术参数为，材质为铝合金，台面尺寸为125*125mm，移动行程±2°，本体重量1kg，滑台表面采用黑色阳极氧化处理。

优选的，所述旋转盘边缘处设置有旋转盘摇杆。

进一步优选的，为了旋转下拉机构便于停靠放置，可在倒l型支架的上支架底部固定设置有电磁吸盘b，即在倒l型支架底边相应位置固定一顶部电磁吸盘b，所述旋转盘上设置有旋转盘固定件，旋转盘固定件为金属材质，用于吸附在电磁吸盘b上，该电磁吸盘b同样具有开关功能，在进行调节装置及闲置时，可通过吸附旋转盘固定件，将旋转下拉机构固定在上端。

进一步优选的，所述钢套筒的内径大于岩棒的外径，岩棒一端首次与钢管粘结时，需将岩棒另一端插入钢套筒内固定，由钢套筒携带岩棒旋转进入钢管内均匀胶结，所述钢套筒内设置有具有较大摩擦力的软垫，软垫与岩棒之间的静摩擦系数优选≥0.6，保证岩棒与钢套筒紧密耦合，即保证岩棒不会脱出并能承受一定数值的扭矩，扭力在20-30n左右为宜，此时既能保证钢套筒带动岩棒旋转，又有利于岩棒从钢套筒内拔出；

所述软垫优选为橡胶垫。

岩棒一端与钢管粘结后，为单端粘结试样，关闭电磁吸盘a磁力，提升旋转下拉机构，将单端粘结试样从钢套筒中取下，为加快制样速度，可事先预制一批这类单端粘结试样，然后再将钢套筒取下，在原先钢套筒位置处用固定一电磁吸盘c，即用螺栓将电磁吸盘c固定在第二连接件上，再将单端粘结试样倒置过来吸附在电磁吸盘c上，调整下方的水平调节平台、倾斜调节平台，重新对中两端的钢管，最后重复旋转下拉动作，将岩棒另一端胶结在钢管内，完成制样。

进一步优选的，也可以采用另一种方式，即钢套筒的内径足够大，大于塑料扣盖的外径，优选为塑料扣盖外径的1.3-1.4倍，可在钢套筒内设置环形的橡胶气囊，所述橡胶气囊连接有充气装置，通过充放气的形式改变钢套筒内径，内径小时可固定岩棒，内径大时可倒置过来的单端粘结试样(的塑料扣盖和钢管)，即此时塑料扣盖和钢管应与变径后的钢套筒耦合，确保不会脱出并能承受一定数值的扭矩。

另一方面，本发明提供一种利用上述岩石直接拉伸试样快速制备装置制备拉伸试样的方法，包括以下步骤：

(1)钻取岩芯，对岩芯进行精加工，制备成岩棒备用；

(2)根据岩棒的直径，选定相匹配的钢套、塑料扣盖、钢管、钢套筒和橡胶垫；

(3)将钢套放置于水平调节平台的中心位置，通过电磁吸盘a吸附固定，并将塑料扣盖、钢管依次放置在钢套上；

(4)将钢套筒螺栓连接在第二连接件上；

(5)将整个旋转下拉机构吸附在电磁吸盘b上，然后将岩棒一端插入钢套筒内通过橡胶垫固定；

(6)人工通过下拉把手下拉旋转下拉机构，使岩棒的另一端接近钢管，通过调节水平调节平台调节钢管的前后、左右位置，通过调节倾斜调节平台调节钢管的倾角，保证岩棒中轴线与钢管中心线重合，如精度要求较高，可在钢套筒内底安装激光对中仪及在倾斜调节平台上安装水平仪，进行精准控制；

(7)在钢管内注入适量胶结剂，注入量为钢管内孔体积减去钢管内岩棒的体积，胶结剂优选为矿用锚固剂或其他树脂类液体胶液，紧接着一手握住下拉把手，一手转动旋转盘摇杆，在旋转的同时下拉，当岩棒进入钢管内接触塑料扣盖时，等待8～10s，岩棒胶结在钢管内，关闭电磁吸盘a，取下单端粘结试样；

(8)放置新的塑料扣盖、钢管，重复步骤(7)制备一批单端粘结试样；

(9)将钢套筒取下，换成另一电磁吸盘c，并螺栓连接在第二连接件上，将单端粘结试样倒置过来，将钢管吸附在电磁吸盘c上，在钢套上放置新的塑料扣盖、钢管，重复步骤(7)，将岩棒的另一端胶结在钢管内，制成双端粘结试样，即为本申请的岩石直接拉伸试样。

再一方面，本发明还提供一种利用上述岩石直接拉伸试样快速制备装置制备拉伸试样的方法，包括以下步骤：

a、钻取岩芯，对岩芯进行精加工，制备成岩棒备用；

b、根据岩棒的直径，选定相匹配的钢套、塑料扣盖、钢管、钢套筒和橡胶气囊；

c、将钢套放置于水平调节平台的中心位置，通过电磁吸盘a吸附固定，并将塑料扣盖、钢管依次放置在钢套上；

d、将钢套筒螺栓连接在第二连接件上；

e、将整个旋转下拉机构吸附在电磁吸盘b上，然后将岩棒一端插入钢套筒内，通过向橡胶气囊内通气将钢套筒固定；

f、人工通过下拉把手下拉旋转下拉机构，使岩棒的另一端接近钢管，通过调节水平调节平台调节钢管的前后、左右位置，通过调节倾斜调节平台调节钢管的倾角，保证岩棒中轴线与钢管中心线重合，如精度要求较高，可在钢套筒内底安装激光对中仪及在倾斜调节平台上安装水平仪，进行精准控制；

g、在钢管内注入适量胶结剂，注入量为钢管内孔体积减去钢管内岩棒的体积，胶结剂优选为矿用锚固剂或其他树脂类液体胶液，胶液凝结时间8-10秒为宜，紧接着一手握住下拉把手，一手转动旋转盘摇杆，在旋转的同时下拉，当岩棒进入钢管内接触塑料扣盖时，等待8～10s，岩棒胶结在钢管内，关闭电磁吸盘a，取下单端粘结试样；

h、放置新的塑料扣盖、钢管，重复步骤g制备一批单端粘结试样；

i、若选定钢套筒内径足够大，可在内部固定环形的橡胶气囊，利用充气及放气的形式来改变钢套筒内径，内径小时可固定岩棒，内径变大时，可固定倒置过来的单端粘结试样，具体为：将单端粘结试样倒置过来，放掉橡胶气囊的气体，将塑料扣盖和钢管插入钢套筒内，通过向橡胶气囊内通气将塑料扣盖和钢管固定，在钢套上放置新的塑料扣盖、钢管，重复步骤g，将岩棒的另一端胶结在钢管内，制成双端粘结试样，即为本申请的岩石直接拉伸试样。

在上述的步骤(9)和步骤i后，已制备完成了岩石直接拉伸试样，接下来可按以下步骤继续进行拉伸试验：

(10)对岩石直接拉伸试样做好标记，按照现有技术进行万能试验机的准备工作；

将两个岩棒拉伸承压转接机构分别用万能试验机楔形夹具夹紧，为保证试验机的轴向拉力通过试样的中心线，所述岩棒拉伸承压转接机构应带有万向节，且可通过锁紧螺母使所述岩棒拉伸承压转接机构与万能试验机楔形夹具紧密接触；

(11)调节试验机移动横梁高度，以安放采用本装置制备的岩石直接拉伸试样，岩棒拉伸承压转接机构内侧设有便于放置岩石直接拉伸试样的凹陷槽，凹陷槽内径与钢管外径耦合；

(12)设定试验参数，进行岩棒拉伸试验，处理试验数据，获得所述岩石直接拉伸试样的轴向应力-应变曲线，计算岩石的抗拉强度。

本发明中，电磁吸盘a、电磁吸盘b和电磁吸盘c优选均为方形电磁吸盘，方形电磁吸盘可为标准型磁性座，例如：盘起工业(大连)有限公司生产，型号mbsd125，其技术参数为，材质为铝合金，台面尺寸为125*125*20mm，吸附力为980n，本体重量2.8kg，滑台表面采用黑色阳极氧化处理均可用开关控制，旋钮拨向“on”侧有磁性，拨向“of”侧无磁性，以便放置及更换不同尺寸的钢套。

值得注意的是，本申请的岩石直接拉伸试样的两端均是胶结的，一般的，岩石抗拉强度较低，要低于胶结强度，所以在进行拉伸试验时，岩石直接拉伸试样会在中间被拉断。

本发明中，利用万能试验机对岩石直接拉伸试样进行拉伸试验的技术为现有技术，未详尽之处，均可参见现有技术。

本发明的有益效果为：

1)本发明的岩石直接拉伸试样快速制备装置，结构紧凑，操作简便，通过多平台调节及控制，采用旋转下拉方式可快速制作出精度较高的岩石直接拉伸试样，能有效避免胶结不均匀、岩棒与钢管难以对中的问题，且可以批量制备，制备效率高。

2)本发明的岩石直接拉伸试样快速制备装置制备出的岩石直接拉伸试样，由1根岩棒、2个钢管及2个塑料扣盖组成，岩棒可通过取芯钻机获取，钢管可通过切割长无缝型钢管获取，塑料扣盖市面上多有销售，价格低廉，故通过这种方法制备的岩石直接拉伸试样极具经济效益，将大大促进直接拉伸法测岩石抗拉强度的检测应用。

3)本发明制备的岩石直接拉伸试样可采用较为普及的万能试验机进行岩石抗拉强度测试，试验方法简单，单次测试成本较低，最大限度地为教学和科研提供了便利。

附图说明

图1为本发明的岩石直接拉伸试样快速制备装置的一种结构示意图；

图2为本发明的岩石直接拉伸试样快速制备装置的一种结构的正视图；

图3为本发明的岩石直接拉伸试样快速制备装置的一种结构的侧视图；

图4为本发明的岩石直接拉伸试样的结构示意图；

图5为塑料扣盖的结构示意图；

图6为本发明的水平调节平台的一种结构示意图；

图7为本发明的倾斜调节平台的一种结构示意图；

图8为本发明的电磁吸盘a、电磁吸盘b或电磁吸盘c的一种结构示意图；

图9为本发明的第一连接件的结构示意图；

图10为本发明的轴承座和轴承的结构示意图；

图11为轴承与齿轮减速器之间的配合关系示意图；

图12为岩棒拉伸承压转接机构的结构示意图；

图13为岩石直接拉伸试样的安装结构示意图；

图14为岩石直接拉伸试样的试验示意图；

图15为其中一个岩石直接拉伸试样的应力应变图；

图16为其中一个岩石直接拉伸试样破坏情况示意图一；

图17为其中一个岩石直接拉伸试样破坏情况示意图二；

图中，1-基座，2-倒l型支架，3-滑轨，4-滑块，5-水平调节平台，6-倾斜调节平台，7-电磁吸盘a，8-钢套，9-塑料扣盖，10-钢管，11-岩棒，12-钢套筒，13-第二连接件，14-第一连接件，15-轴承座，16-轴承，17-转轴，18-旋转盘，19-旋转盘固定件，20-水平调节平台旋钮，21-倾斜调节平台旋钮，22-电磁吸盘开关，23-下拉把手，24-旋转盘摇杆，25-电磁吸盘b，100-岩棒拉伸承压转接机构，101-锁紧螺母，102-万向节，200-万能试验机，201-万能试验机楔形夹具，202-移动横梁，300-齿轮减速器。

具体实施方式：

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，但不仅限于此，本发明未详尽说明的，均按本领域常规技术。

实施例1：

一种岩石直接拉伸试样快速制备装置，如图1～10所示，包括基座1和倒l型支架2，基座1和倒l型支架2形成基本框架，基本框架内侧竖直设置有滑轨3，滑轨3上设置有与其相配合的滑块4，滑块4上通过第一连接件14连接有旋转下拉机构，旋转下拉机构下方设置有钢套筒12，通过该旋转下拉机构可将岩棒11旋转进入灌有适量胶结剂的钢管10内，钢管10另一端已用塑料扣盖9封堵以防止胶液流出；

基座1上依次安装有水平调节平台5、倾斜调节平台6和电磁吸盘a7，电磁吸盘a7上吸附一钢套8，钢套8用于放置岩石直接拉伸试样，如图4所示，岩石直接拉伸试样包括岩棒11、套设在岩棒11两端的钢管10和分别位于钢管10两端的塑料扣盖9，即岩石直接拉伸试样包括1个岩棒、2个钢管和2个塑料扣盖，岩棒11与钢管10之间，以及岩棒11与塑料扣盖9之间均通过胶结剂粘结在一起，此处的岩棒11宜采用高精度取芯钻机制成，粘结在钢管10内的部分为胶结夹持端，中间自由段为试验部分。

实施例2：

一种岩石直接拉伸试样快速制备装置，结构如实施例1所示，所不同的是，旋转下拉机构包括轴承座15、轴承16、转轴17和下拉把手23，如图9～10所示，轴承座15通过第一连接14件与滑块4连接并能够跟随滑块4沿滑轨3作上下移动，具体的，第一连接件14包括一竖向连接板和水平连接板，竖向连接板通过螺栓固定于滑块4侧边，水平连接板上螺栓固定轴承座15，水平连接板中部设置有通孔，轴承座15上安装轴承16，转轴17穿过通孔与轴承16内圈固定连接；

转轴17上方固定有旋转盘18，转轴17下方设置有第二连接件13，第二连接件13通过螺栓连接钢套筒12；

下拉把手23设置于轴承座两侧，用于人工上下移动。

第二连接件14的结构如图9所示，轴承座15及轴承16的结构如图10所示，在本实施例中，转轴17的旋转需要手动控制，在另外的实施例中，如采用自动化控制，如图11所示，可在轴承座15上添加齿轮减速机300，电动控制转轴17旋转。

实施例3：

一种岩石直接拉伸试样快速制备装置，结构如实施例1所示，所不同的是，钢套8起到放置塑料扣盖9及钢管10组合体的作用，其中钢套8和塑料扣盖9的外形大体相似，形状如图4、5所示，钢套10不必太高，钢套10内径与塑料扣盖9外径尺寸相配合，塑料扣盖9的内径与钢管10外径尺寸相配合；由于预制岩石直接拉伸试样时，钢管10内会预先注入适量液体胶结剂，必须采用塑料扣盖9封堵住下端，其目的在于，将岩棒11粘结在采用塑料扣盖9封堵的钢管10内，可节约经济成本，因为钢管10可由标准钢管(型钢制件)切割而成，再罩以价格低廉的塑料扣盖9，其成本远低于精加工的钢套。

本实施例中，岩棒11的直径d1为30mm，胶结厚度d为2mm，则钢管10的内径为d2为32mm，外径d3为40mm，宜将钢管10的管壁厚度控制在3-6mm左右，其厚度根据岩棒11的直径及岩性而定，塑料扣盖9采用柔软塑料制成，厚度约0.5-1mm左右，内径与厚钢管10外径d3一致，塑料扣盖9不宜较厚，否则将大大降低方形强力电磁吸盘7对厚钢管10的吸附力。

实施例4：

一种岩石直接拉伸试样快速制备装置，结构如实施例1所示，所不同的是，基座1的材质为铝合金，基座1上设置有多排用于固定水平调节平台的固定槽，固定槽为凹槽，其结构尺寸与水平调节平台5上的螺纹孔配合，凹槽内放置方形螺母，以便利用螺栓将水平调节平台5紧固在基座1上，倾斜调节平台6与水平调节平台5采用螺栓连接，电磁吸盘a7与倾斜调节平台6也采用螺栓连接；

水平调节平台5为直线滚珠型xy轴滑台，优选为盘起工业(大连)有限公司生产，型号xymd100，具有左右、前后调节功能，其技术参数为，材质为sus440c，台面尺寸为100*100mm，行程±12.5mm，本体重量2.6kg，滑台表面采用无电解镀镍处理，如图6所示，在其前面及侧面各有一水平调节平台旋钮20；

倾斜调节平台6为滚珠型倾斜平台，优选为盘起工业(大连)有限公司生产，型号tst125，水平调节平台5与倾斜调节平台6之间为螺栓连接，具有调节上下倾角的功能，其技术参数为，材质为铝合金，台面尺寸为125*125mm，移动行程±2°，本体重量1kg，滑台表面采用黑色阳极氧化处理，水平调节平台5上相应的倾斜调节平台，如图7所示，两对角各设有一倾斜调节平台旋钮21，具有调节上下倾角的功能。

实施例5：

一种岩石直接拉伸试样快速制备装置，结构如实施例2所示，所不同的是，旋转盘18边缘处设置有旋转盘摇杆24。

实施例6：

一种岩石直接拉伸试样快速制备装置，结构如实施例5所示，所不同的是，为了旋转下拉机构便于停靠放置，可在倒l型支架2的上支架底部固定设置有电磁吸盘b25，即在倒l型支架2底边相应位置固定一顶部电磁吸盘b，旋转盘18上设置有旋转盘固定件19，旋转盘固定件19为金属材质且其上端面为一平面，用于吸附在电磁吸盘b25上，该电磁吸盘b25同样具有开关功能，在进行调节装置及闲置时，可通过吸附旋转盘固定件19，将旋转下拉机构固定在上端。

实施例7：

一种岩石直接拉伸试样快速制备装置，结构如实施例6所示，所不同的是，如图5所示，钢套筒12的内径大于岩棒11的外径，岩棒11一端首次与钢管10粘结时，需将岩棒11另一端插入钢套筒12内固定，由钢套筒12携带岩棒11旋转进入钢管10内均匀胶结，钢套筒12内设置有具有较大摩擦力的软垫，软垫与岩棒之间的静摩擦系数优选≥0.6，保证岩棒11与钢套筒12紧密耦合，即保证岩棒11不会脱出并能承受一定数值的扭矩，扭力在20-30n左右为宜，此时既能保证钢套筒12带动岩棒11旋转，又有利于岩棒11从钢套筒12内拔出；

软垫为橡胶垫。

岩棒11一端与钢管10粘结后，为单端粘结试样，关闭电磁吸盘a7磁力，提升旋转下拉机构，将单端粘结试样从钢套筒12中取下，为加快制样速度，可事先预制一批这类单端粘结试样，然后再将钢套筒12取下，在原先钢套筒12位置处用固定一电磁吸盘c(图中未示出)，即用螺栓将电磁吸盘c固定在第二连接件13上，再将单端粘结试样倒置过来吸附在电磁吸盘c上，调整下方的水平调节平台5、倾斜调节平台6，重新对中两端的钢管10，最后重复旋转下拉动作，将岩棒11另一端胶结在钢管10内，完成制样。

实施例8：

一种岩石直接拉伸试样快速制备装置，结构如实施例6所示，所不同的是，可以采用另一种方式，即钢套筒12的内径足够大，为塑料扣盖9外径的1.3-1.4倍，在钢套筒12内设置环形的橡胶气囊(未示出)，橡胶气囊连接有充气装置，通过充气装置的充放气的形式改变钢套筒12内径，内径小时可固定岩棒11，内径大时可倒置过来的单端粘结试样(的塑料扣盖9和钢管10)，即此时塑料扣盖9和钢管10应与变径后的钢套筒12耦合，确保不会脱出并能承受一定数值的扭矩。

实施例9：

一种利用岩石直接拉伸试样快速制备装置制备拉伸试样的方法，包括以下步骤：

(1)钻取岩芯，对岩芯进行精加工，制备成岩棒11备用；

(2)根据岩棒11的直径，选定相匹配的钢套8、塑料扣盖9、钢管10、钢套筒12和橡胶垫；

(3)将钢套8放置于水平调节平台5的中心位置，通过电磁吸盘a7吸附固定，并将塑料扣盖9、钢管10依次放置在钢套8上；

(4)将钢套筒12螺栓连接在第二连接件13上；

(5)将整个旋转下拉机构吸附在电磁吸盘b25上，然后将岩棒11一端插入钢套筒12内通过橡胶垫固定；

(6)人工通过下拉把手23下拉旋转下拉机构，使岩棒11的另一端接近钢管10，通过调节水平调节平台5调节钢管的前后、左右位置，通过调节倾斜调节平台6调节钢管的倾角，保证岩棒11中轴线与钢管中心线重合，如精度要求较高，可在钢套筒12内底安装激光对中仪及在倾斜调节平台6上安装水平仪，进行精准控制；

(7)在钢管10内注入适量胶结剂，注入量为钢管10内孔体积减去钢管内岩棒11的体积，胶结剂为矿用锚固剂，胶液凝结时间8-10秒为宜，紧接着一手握住下拉把手23，一手转动旋转盘摇杆24，在旋转的同时下拉，当岩棒11进入钢管10内接触塑料扣盖时，等待8～10s，岩棒11胶结在钢管10内，如图8通过电磁吸盘开关22关闭电磁吸盘a，取下单端粘结试样；

(8)放置新的塑料扣盖9、钢管10，重复步骤(7)制备一批单端粘结试样；

(9)将钢套筒12取下，换成另一电磁吸盘c，并螺栓连接在第二连接件13上，第二连接件13为圆盘结构，既可通过螺栓连接钢套筒12，也可通过螺栓连接电磁吸盘c，将单端粘结试样倒置过来，将钢管10吸附在电磁吸盘c上，在钢套8上放置新的塑料扣盖9、钢管10，重复步骤(7)，将岩棒的另一端胶结在钢管10内，制成双端粘结试样，即为本申请的岩石直接拉伸试样。

实施例10：

一种利用岩石直接拉伸试样快速制备装置制备拉伸试样的方法，包括以下步骤：

a、钻取岩芯，对岩芯进行精加工，制备成岩棒11备用；

b、根据岩棒11的直径，选定相匹配的钢套8、塑料扣盖9、钢管10、钢套筒12和橡胶气囊；

c、将钢套8放置于水平调节平台的中心位置，通过电磁吸盘a7吸附固定，并将塑料扣盖9、钢管10依次放置在钢套8上；

d、将钢套筒12螺栓连接在第二连接件13上；

e、将整个旋转下拉机构吸附在电磁吸盘b25上，然后将岩棒11一端插入钢套筒12内，通过向橡胶气囊内通气将钢套筒12固定；

f、人工通过下拉把手23下拉旋转下拉机构，使岩棒11的另一端接近钢管10，通过调节水平调节平台5调节钢管的前后、左右位置，通过调节倾斜调节平台6调节钢管10的倾角，保证岩棒11中轴线与钢管10中心线重合，如精度要求较高，可在钢套筒12内底安装激光对中仪及在倾斜调节平台6上安装水平仪，进行精准控制；

g、在钢管10内注入适量胶结剂，注入量为钢管10内孔体积减去钢管内岩棒11的体积，胶结剂为矿用锚固剂，胶液凝结时间8-10秒为宜，紧接着一手握住下拉把手23，一手转动旋转盘摇杆24，在旋转的同时下拉，当岩棒11进入钢管10内接触塑料扣盖9时，等待8～10s，岩棒11胶结在钢管10内，关闭电磁吸盘a7，取下单端粘结试样；

h、放置新的塑料扣盖9、钢管10，重复步骤g制备一批单端粘结试样；

i、若选定钢套筒12内径足够大，在内部固定环形的橡胶气囊，利用充气装置充气及放气的形式来改变钢套筒12内径，内径小时可固定岩棒11，内径变大时，可固定倒置过来的单端粘结试样，具体为：将单端粘结试样倒置过来，放掉橡胶气囊的气体，将塑料扣盖9和钢管10插入钢套筒12内，通过向橡胶气囊内通气将塑料扣盖9和钢管10固定，在钢套8上放置新的塑料扣盖9、钢管10，重复步骤g，将岩棒11的另一端胶结在钢管10内，制成双端粘结试样，即为本申请的岩石直接拉伸试样。

在上述的步骤(9)和步骤i后，已制备完成了岩石直接拉伸试样，接下来可按以下步骤继续进行拉伸试验：

(10)对岩石直接拉伸试样做好标记，按照现有技术进行万能试验机200的准备工作，如图12～14所示；

将两个岩棒拉伸承压转接机构100分别用万能试验机楔形夹具201夹紧，为保证试验机的轴向拉力通过试样的中心线，岩棒拉伸承压转接机构100应带有万向节102，且可通过锁紧螺母101使岩棒拉伸承压转接机构100与万能试验机楔形夹具201紧密接触；

(11)调节试验机移动横梁202高度，以安放采用本装置制备的岩石直接拉伸试样，岩棒拉伸承压转接机构100内侧设有便于放置岩石直接拉伸试样的凹陷槽，凹陷槽内径与钢管外径耦合；

(12)设定试验参数，进行岩棒拉伸试验，处理试验数据，获得岩石直接拉伸试样的轴向应力-应变曲线，如图15所示，为其中一个岩石直接拉伸试样的应力应变图，计算岩石的抗拉强度，图16、17为其中一个岩石直接拉伸试样破坏情况示意图。

本发明中，电磁吸盘a7、电磁吸盘b25和电磁吸盘c均为方形电磁吸盘，如图8所示，方形电磁吸盘可为标准型磁性座，例如：盘起工业(大连)有限公司生产，型号mbsd125，其技术参数为，材质为铝合金，台面尺寸为125*125*20mm，吸附力为980n，本体重量2.8kg，滑台表面采用黑色阳极氧化处理，均可用电磁吸盘开关22控制，电磁吸盘开关22为拨片式开关，设在电磁吸盘的一角，旋钮拨向“on”侧有磁性，拨向“of”侧无磁性，其上表面可吸附及更换不同尺寸的钢套8。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。