一种岩石单轴抗压强度测量装置

本发明涉及岩石抗压强度测量，特别是涉及一种岩石单轴抗压强度测量装置。

背景技术：

1、回弹试验是一种用于测定岩石分类及岩石各向异性，预测岩石的单轴抗压强度的测试手段，它以轻便快捷、对结构影响小、检测速度快的优点受到检测单位的青睐，也是施工单位快速检查混凝土强度或岩石强度的常用手段。

2、回弹试验需要采用回弹仪进行测量，回弹仪的基本原理是用弹簧驱动重锤以恒定的动能撞击与岩石试样表面垂直接触的冲击头，使局部岩石试样表面发生变形并吸收一部分能量，另一部分能量转化为重锤的反弹动能，当反弹动能全部转化成势能时，重锤反弹达到最大距离，仪器将重锤的最大反弹距离以回弹值的名义显示出来。

3、现有回弹仪的冲击头与岩石试样接触的一端为半球形，半球形冲击头对与岩石表面之间是点接触，点接触的测试区域较小，而岩石试样表面不同位置受表面风化程度影响，不同部位的强度值存在差异，采用点接触的方式对岩石试样进行单轴强度测试，受测试点位置的影响，会使得测试数据离散程度较大。而且，现有的回弹仪多为手持式，冲击过程中依靠人力握持回弹仪以向回弹仪提供反力，然而冲击瞬间，作业人员所提供的反力可能会小于冲击力，导致回弹仪本体与岩石试样之间发生相对运动，对测试结果造成不利影响。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：现有的回弹仪需要依靠人力提供反力，且冲击头与岩石试样之间为点接触，导致测试数据的离散性较大。

2、为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种岩石单轴抗压强度测量装置，包括支撑架，所述支撑架的下部固定有用于夹持岩石试样的夹持机构，所述支撑架的中部连接有冲击头，所述支撑架的上部连接有用于向所述冲击头施加冲击力的冲击机构，所述冲击头的底端设有至少一个向下凸起的弧形凸肋，所述弧形凸肋的下端与所述岩石试样的上端线接触。

3、作为优选方案，所述夹持机构包括固定在所述支撑架的下部的横向导轨，所述横向导轨位于所述岩石试样的上方，所述横向导轨上滑动设有左右相对间隔布置的第一夹持件和第二夹持件，所述岩石试样设置在所述第一夹持件和所述第二夹持件之间，所述第一夹持件和所述第二夹持件相互靠近以夹持所述岩石试样，或者所述第一夹持件和所述第二夹持件相互远离以释放所述岩石试样。

4、作为优选方案，所述夹持机构包括与所述横向导轨平行布置的螺杆，所述螺杆的第一端与所述第一夹持件螺接，所述螺杆的第二端与所述第二夹持件螺接，所述螺杆的第一端的外螺纹和所述螺杆的第二端的外螺纹旋向相反。

5、作为优选方案，所述支撑架的上部固定有安装板，所述安装板固定连接有竖直向下延伸的多个导柱，所述冲击头连接在各所述导柱的下端；

6、所述冲击机构包括可拆连接在所述安装板下端的冲击锤和拉伸弹簧，所述冲击头的上端设有开口朝上的弹簧容置槽，所述拉伸弹簧的下端固定连接在所述弹簧容置槽的底壁上，所述拉伸弹簧的上端固定连接所述冲击锤的下端，所述拉伸弹簧拉动从所述安装板上拆除的所述冲击锤向下运动，以使所述冲击锤的下端与所述冲击头的上端抵接。

7、作为优选方案，各所述导柱的下端均插设在所述冲击头中，各所述导柱的下端外侧均设有向外凸起的挡止部，所述冲击头内设有与所述挡止部匹配且沿上下方向延伸的滑槽。

8、作为优选方案，所述拉伸弹簧有多个，各所述拉伸弹簧分别套设在各所述导柱的外侧。

9、作为优选方案，所述冲击锤固定连接有红外发射装置，所述红外发射装置向远离所述冲击锤的方向发射水平延伸的红外线；所述固定架上设有竖直布置的红外感应屏。

10、作为优选方案，所述冲击锤的上端设有向外凸起的固定台，所述岩石单轴抗压强度测量装置包括竖直布置的摆臂，所述摆臂的中部与所述安装板的侧壁铰接，所述摆臂的下端设有朝向所述安装板中部延伸的挂钩，所述挂钩与所述安装板上下间隔布置，所述挂钩与所述摆臂之间的间隔形成用于卡设所述固定台的卡持空间，摆动所述摆臂可使所述挂钩外摆，以使所述固定台从所述卡持空间脱离。

11、作为优选方案，所述摆臂的上端设有向所述安装板中心处延伸且位于所述安装板上方的横向延伸部，所述岩石单轴抗压强度测量装置包括复位弹簧，所述复位弹簧的上端与所述横向延伸部的下端抵接，所述复位弹簧的下端与所述安装板的上端抵接。

12、作为优选方案，所述支撑架的上端设有卷扬机构，所述卷扬机构设有绳体，所述绳体竖直向下延伸并连接所述冲击锤。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

14、本发明的岩石单轴抗压强度测量装置，包括支撑架，支撑架的下部固定有用于夹持岩石试样的夹持机构，支撑架的中部连接有冲击头，支撑架的上部连接有用于向冲击头施加冲击力的冲击机构，进行冲击试验时，夹持机构夹持岩石试样，不需要作业人员向测量装置提供反力，而且冲击头的底端设有至少一个向下凸起的弧形凸肋，弧形凸肋的下端与岩石试样的上端线接触，降低了受测位置对测量结果的影响，减小了测量数据的离散性。

技术特征：

1.一种岩石单轴抗压强度测量装置，其特征在于，包括支撑架(1)，所述支撑架(1)的下部固定有用于夹持岩石试样(2)的夹持机构(3)，所述支撑架(1)的中部连接有冲击头(4)，所述支撑架(1)的上部连接有用于向所述冲击头(4)施加冲击力的冲击机构，所述冲击头(4)的底端设有至少一个向下凸起的弧形凸肋(41)，所述弧形凸肋(41)的下端与所述岩石试样(2)的上端线接触。

2.根据权利要求1所述的岩石单轴抗压强度测量装置，其特征在于，所述夹持机构(3)包括固定在所述支撑架的下部的横向导轨(31)，所述横向导轨(31)位于所述岩石试样(2)的上方，所述横向导轨(31)上滑动设有左右相对间隔布置的第一夹持件(32)和第二夹持件(33)，所述岩石试样(2)设置在所述第一夹持件(32)和所述第二夹持件(33)之间，所述第一夹持件(32)和所述第二夹持件(33)相互靠近以夹持所述岩石试样(2)，或者所述第一夹持件(32)和所述第二夹持件(33)相互远离以释放所述岩石试样(2)。

3.根据权利要求2所述的岩石单轴抗压强度测量装置，其特征在于，所述夹持机构(3)包括与所述横向导轨(31)平行布置的螺杆(34)，所述螺杆(34)的第一端与所述第一夹持件(32)螺接，所述螺杆(34)的第二端与所述第二夹持件(33)螺接，所述螺杆(34)的第一端的外螺纹和所述螺杆(34)的第二端的外螺纹旋向相反。

4.根据权利要求1所述的岩石单轴抗压强度测量装置，其特征在于，所述支撑架(1)的上部固定有安装板(11)，所述安装板(11)固定连接有竖直向下延伸的多个导柱(12)，所述冲击头(4)连接在各所述导柱(12)的下端；

5.根据权利要求4所述的岩石单轴抗压强度测量装置，其特征在于，各所述导柱(12)的下端均插设在所述冲击头(4)中，各所述导柱(12)的下端外侧均设有向外凸起的挡止部(121)，所述冲击头(4)内设有与所述挡止部(121)匹配且沿上下方向延伸的滑槽(42)。

6.根据权利要求4所述的岩石单轴抗压强度测量装置，其特征在于，所述拉伸弹簧(52)有多个，各所述拉伸弹簧(52)分别套设在各所述导柱(12)的外侧。

7.根据权利要求4所述的岩石单轴抗压强度测量装置，其特征在于，所述冲击锤(51)固定连接有红外发射装置，所述红外发射装置向远离所述冲击锤(51)的方向发射水平延伸的红外线；所述固定架(1)上设有竖直布置的红外感应屏(13)。

8.根据权利要求4所述的岩石单轴抗压强度测量装置，其特征在于，所述冲击锤(51)的上端设有向外凸起的固定台(53)，所述岩石单轴抗压强度测量装置包括竖直布置的摆臂(61)，所述摆臂(61)的中部与所述安装板(11)的侧壁铰接，所述摆臂(61)的下端设有朝向所述安装板(11)中部延伸的挂钩(62)，所述挂钩(62)与所述安装板(11)上下间隔布置，所述挂钩(62)与所述摆臂(61)之间的间隔形成用于卡设所述固定台(53)的卡持空间，摆动所述摆臂(61)可使所述挂钩(62)外摆，以使所述固定台(53)从所述卡持空间脱离。

9.根据权利要求8所述的岩石单轴抗压强度测量装置，其特征在于，所述摆臂(61)的上端设有向所述安装板(11)中心处延伸且位于所述安装板上方的横向延伸部(63)，所述岩石单轴抗压强度测量装置包括复位弹簧(7)，所述复位弹簧(7)的上端与所述横向延伸部(63)的下端抵接，所述复位弹簧(7)的下端与所述安装板(11)的上端抵接。

10.根据权利要求4所述的岩石单轴抗压强度测量装置，其特征在于，所述支撑架(1)的上端设有卷扬机构(8)，所述卷扬机构(8)设有绳体(81)，所述绳体(81)竖直向下延伸并连接所述冲击锤(51)。

技术总结
本发明涉及岩石抗压强度测量技术领域，特别是涉及一种岩石单轴抗压强度测量装置，包括支撑架，支撑架的下部固定有用于夹持岩石试样的夹持机构，支撑架的中部连接有冲击头，支撑架的上部连接有用于向冲击头施加冲击力的冲击机构，进行冲击试验时，夹持机构夹持岩石试样，不需要作业人员向测量装置提供反力，而且冲击头的底端设有至少一个向下凸起的弧形凸肋，弧形凸肋的下端与岩石试样的上端线接触，降低了受测位置对测量结果的影响，减小了测量数据的离散性。

技术研发人员：黄胜,朴昇昊,魏颖杰,谭键辉,马保松
受保护的技术使用者：中山大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14