测量霍普金森压杆荷载下试样内水压变化装置及使用方法

1.本技术属于材料动态力学性能实验设备领域，具体涉及一种测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置。


背景技术：

2.大多数工程例如巷道或者隧道工程中，都会遇到岩体内部含水的情况，这些岩体内部水会给四周岩体一定的水压力，破坏岩体稳定。在巷道或者隧道开挖过程中，爆破开挖造成的冲击荷载会作用在内部水上，使水压发生变化，而当水压变得过大时将会导致岩体破裂。目前大多数的研究都是分析水压致裂后岩石的情况，对冲击荷载下内部水压变化情况及其规律了解不多，因此急需一种可以在作业前模拟、测量并了解冲击荷载下水压的变化情况的实验装置，对实际的工程施工具有重要的意义。


技术实现要素：

3.本技术为了解决现有工程中对冲击荷载水压变化情况不了解，对水压变化规律不明确，无法对实际工程进行模拟的技术问题，提出一种测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置。
4.本技术采用如下方案，一种测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置，包括套筒，所述套筒一端设有底座，所述底座上设有位于所述套筒内侧的夹具，所述夹具上固定设有用于测量压力的压力测量装置，所述套筒另一端设有用于密封的顶盖或设有用于施压的加压装置。
5.优选的，所述压力测量装置的输出线穿过所述底座与外界连接。
6.优选的，所述压力测量装置设置有多个；
7.所述底座上开设有总线槽，所述底座侧壁开设有多条分别与所述总线槽连通的导出槽，多条所述导出
8.优选的，所述底座包括相连的第一底座和第二底座，所述第一底座上开设有贯穿的过线孔，所述第二底座上表面开设有线槽，所述过线孔与所述线槽共同形成所述总线槽，所述第一底座下表面开设有多条第一导槽，所述第二底座上表面开设有多条与所述第一导槽相对应的第二导槽，所述第一导槽和所述第二导槽共同形成所述导出槽。
9.优选的，所述底座上端面开设有用于插设所述夹具的插接槽。
10.优选的，所述加压装置为油压泵，所述油压泵出油口与所述套筒内部连通。
11.优选的，所述夹具包括相对设置的第一夹片以及第二夹片，所述第一夹片和所述第二夹片外周套设有多个用于固定的夹具套，所述压力测量装置夹持于所述第一夹片和所述第二夹片之间。
12.优选的，所述第一夹片和第二夹片中部均相对设有用于容置所述压力测量装置的凹槽，所述凹槽上开设有用于安装所述压力测量装置的安装孔。
13.优选的，所述夹具沿所述套筒长度方向设置，所述压力测量装置沿所述夹具长度
方向间隔设有多个。
14.本技术的另一个目的是提供一种测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置的使用方法，本技术采用如下方案，
15.一种测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置的使用方法，包括以下步骤：
16.步骤1.将压力测量装置固定于夹具上后，将夹具设于底座上，再将套筒套设于底座上；
17.步骤2.将压力测量装置的输出线从套筒内部导出，与监测器进行连接；
18.步骤3.若套筒内无需初始压力，则向套筒内注满水后，在所述套筒上安装顶盖，若套筒内需要初始压力，则在套筒上安装加压装置后，通过加压装置向套筒内注油并加压；
19.步骤4.将安装连接完成的测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置设于霍普金森杆的入射杆和透射杆之间；
20.步骤5.启动霍普金森杆，测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置受到压力后，监测套筒内部压力变化。
21.与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
22.本技术提供一种测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置，包括底座，可拆卸于底座的夹具，可拆卸于夹具的压力测量装置和套设于底座上的套筒，可设于霍普金色杆的入射杆和透射杆之间，测量在霍普金森杆冲击荷载作用下试样内部水压变化，了解试样内部水压变化规律，具有结构简单，拆卸方便，实验数据可以直观观察，可进行多种实验测试的优点。
23.本技术提供一种测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置的使用方法，其步骤为，将压力测量装置设于夹具上后，将夹具设于底座上，最后将套筒套与底座上，配合霍普金森压杆一起使用，测量在霍普金森杆冲击荷载作用下试样内部水压变化，了解试样内部水压变化规律，使用过程简单，操作简便，便于推广使用。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
25.图1是本技术实施例测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置的结构示意图。
26.图2是本技术实施例测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置的第一底座的三视图。
27.图3是本技术实施例测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置的第二底座的三视图。
28.图4是本技术实施例测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置的夹具的结构图及侧视图。
具体实施方式
29.如图1-4所示，一种测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置，其特征在
于，包括套筒1，所述套筒1一端设有底座2，所述底座2上设有位于所述套筒1内侧的夹具3，所述夹具3上固定设有用于测量压力的压力测量装置4，所述套筒1另一端设有用于密封的顶盖5或设有用于施压的加压装置6，套筒1、底座2以及顶盖5或加压装置6之间还设有密封垫圈，以保证整个装置的气密性，且使用了耐冲击材料进行制作。
30.本技术提供一种测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置，包括套筒、底座、夹具、顶盖以及设于夹具上的压力测量装置，具有结构简单，拆卸方便，实验数据可以直观观察，可进行多种实验测试的优点。
31.优选的，所述压力测量装置4的输出线40穿过所述底座2与外界监测器进行连接，更优选的，监测器为电脑，可通过电脑监测套筒1内部压力变化，模拟试验件受压后内部压力的变化。
32.优选的，所述底座2上开设有总线槽20，所述底座2侧壁开设有多条分别与所述总线槽20连通的导出槽21，多条所述导出槽21可用于对应逐一导出多条所述压力测量装置4的输出线40，实验过程中，将多条输出线40穿入总线槽20后再从导出槽21穿出至套筒1外，与电脑进行连接后，套筒外1外的电脑可接收套筒1内水压变化信息，结构简单，拆卸方便，实验数据可直观观察。
33.优选的，所述底座2包括相连的第一底座22和第二底座23，所述第一底座22上开设有贯穿的过线孔220，所述第二底座23上表面开设有线槽230，所述过线孔220与所述线槽230共同形成所述总线槽20，所述第一底座22下表面开设有多条第一导槽221，所述第二底座23上表面开设有多条与所述第一导槽221相对应的第二导槽231，所述第一导槽221和所述第二导槽231共同形成所述导出槽21，实验过程中，将多条输出线40穿过第一底座22的过线孔220后，将输出线40放置于第一导槽221内后，安装上第二底座23，传输线40从导出槽21穿出与套筒1外电脑连接实现压力信息的传输，本技术结构简单，拆卸方便，实验数据可直观观察。
34.优选的，所述第一底座22上端面上开设有用于插设所述夹具3的插接槽222，插接方式还可以换成但不限于卡接，螺丝连接等其他可拆卸连接方式，本技术结构简单，拆卸方便，实验数据可直观观察。
35.优选的，所述加压装置6为油压泵，所述油压泵出油口与所述套筒1内部连通，若实验过程中，套筒1内部需要初始压力，油压泵可向套筒1内注油并施加油压，模拟实验件内部带初始压力的情况。
36.优选的，所述夹具3包括相对设置的第一夹片30以及第二夹片31，所述第一夹片30以及所述第二夹片31外周套设有多个用于固定的夹具套34，所述压力测量装置4夹持于所述第一夹片30以及所述第二夹片31之间，结构简单，压力测量装置4便于拆卸，套设夹具套34提升整体安装强度，方便使用者进行操作，实验数据可直观观察。
37.优选的，所述第一夹片30以及第二夹片31中部均相对设有用于容置所述压力测量装置4的凹槽32，所述凹槽32上开设有用于安装所述压力测量装置4的安装孔33，将压力测量装置4固定在安装孔33上，在霍普金森杆的压力下，压力测量装置4不易松脱，可持续测量套筒1内部压力情况，确保实验精度。
38.所述夹具3沿所述套筒1长度方向设置，所述夹具3沿其长度方向上间隔设有多个压力测量装置4，沿长度方向间隔设置多个压力测量装置4可监测套筒1内部多个位置的压
力变化，提升实验的准确性和普遍性。
39.优选的，一种测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置的使用方法，包括以下步骤：
40.步骤1.将压力测量装置4放置在第一夹片30和第二夹片31的凹槽32内，通过安装孔33进行定位后，使用螺丝将压力测量装置4固定于安装孔33上，将夹具套34套于第一夹片30和第二夹片31外周，将安装压力测量装置4的夹具3插入底座2的插接槽222内，再将套筒1套设于底座2上；
41.步骤2.将压力测量装置4的输出线40从套筒1内部沿底座2上的总线槽20和导出槽21导出，与套筒1外部电脑进行连接；
42.步骤3.若套筒1内无需初始压力，则向套筒1内注满水后，在所述套筒1上安装顶盖5，若套筒1内需要初始压力，则在套筒1上安装加压装置6后，通过加压装置6向套筒1内注油并加压；
43.步骤4.将安装连接完成的测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置设于霍普金森杆的入射杆和透射杆之间；
44.步骤5.启动霍普金森杆，测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置受到压力后，使用电脑监测套筒1内部压力变化。
45.本技术提供一种测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置的使用方法，安装过程简单，操作简便，便于推广使用，启动霍普金森杆后，实验件模拟工作的岩体，测量霍普金森压杆荷载下试样内部水压变化装置模拟岩体内含有的水分，操作简便易于实施，成本低，便于量产与推广。
46.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。