1.一种基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置,它包括夹持装置和固定装置,其特征在于,所述的夹持装置由上、下夹具组成,上、下夹具对称设置,每套夹具均包括一个夹具框架和左右两个夹持杆,所述的夹持杆由防滑压头和顶推螺柱组成,所述的防滑压头包括一个四棱柱杆体,在四棱柱杆体的一端设有夹板,四棱柱杆体的另一端开设有开口槽,所述的顶推螺柱一端设有与开口槽配合的圆卡头,顶推螺柱与防滑压头通过圆卡头和开口槽连成一体形成夹持杆;在夹具框架上设有一个用于板状岩石试样伸入的门型槽,门型槽左右两端均设有螺纹孔,左右两个夹持杆分别安装在左右螺纹孔中,沿着螺纹孔内壁开设有四个水平三角槽,四个三角槽相当于形成一个方形孔便于四棱柱杆体通过,通过扭转顶推螺柱使其在螺纹孔内运动并带动防滑压头一起靠近或远离岩石试样;
所述的固定装置有上下两套,分别用于将上下夹持装置固定在试验机上下部,保证拉力的承载和传递。
2.如权利要求1所述的基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置,其特征在于,所述的四棱柱杆体的宽度小于顶推螺柱的直径,四棱柱杆体横断面的斜长小于顶推螺柱的螺纹直径。
3.如权利要求1所述的基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置,其特征在于,所述的上固定装置包括从上到下依次设置的上柱状基座、带有鱼眼球头的内螺纹杆、U型卡环和带有鱼眼球头的外螺纹杆;上柱状基座底端旋在内螺纹杆杆体的螺纹孔中以保证拉力的传递,U型卡环穿过内螺纹杆体和外螺纹杆体的鱼眼球头将二者连成一体,外螺纹杆的杆体旋在上夹具装置的夹具框架上;所述的下固定装置是一个下柱状基座,上、下柱状基座对称设置,下柱状基座的顶端固定在下夹具装置的夹具框架上;试验时,上、下柱状基座分别与单轴拉伸试验机的上下套筒连接,保证拉力的承载。
4.如权利要求3所述的基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置,其特征在于,所述的带有鱼眼球头的外螺纹杆体和内螺纹杆体均带有万向节。
5.如权利要求1所述的基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置,其特征在于,所述顶推螺柱后端开有内六角孔,通过六角扳手扭转完成顶推螺柱在夹持装置内的顶进;
或者在顶推螺柱后端开设有垂直于轴线的孔,通过扭转插在孔内的推杆完成顶推螺柱在夹持装置内的顶进。
6.一种如权利要求1‑5任一所述的基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置的试验方法,其特征在于,试验步骤包括:步骤一:组装试验装置
1.1:组装夹持装置,将顶推螺柱旋入螺纹孔中,让顶推螺柱的圆形卡头从螺纹孔另一端露出,然后将防滑压头的开口槽对准圆形卡头并将圆形卡头压入开口槽中,之后倒旋顶推螺柱,将防滑压头的四棱柱杆体拉入螺纹孔内并卡在螺纹孔的四个三角槽内,按照上述方法组装上下夹具;
1.2:组装固定装置,利用插销将柱状基座安装至试验机上部,并安装环形锁扣至柱状基座上,通过两插销锁将环形锁扣与环形连接器连接;
步骤二:将试验装置安装在单轴力学拉伸试验机上
将上固定装置顶端和底端分别与试验机顶部和上夹持装置固定连接,将下固定装置顶端和底端分别与下夹持装置和试验机底座固定连接;
步骤三:制作岩石板材试样
制作岩石板材试样,并将试样表面打磨平整直至厚度满足设计要求,试样的长度和宽度与夹持装置尺寸匹配;
步骤四:在岩石板材试样中间测试段上粘贴一圈胶带,防止胶层越界,然后在岩石板材试样两端涂抹一层胶层,涂抹完成后静置至胶层凝固;
步骤五:等待胶层完全凝固后,撕下胶带后把岩石边缘胶层部分打磨平整,在岩样中间部分沿轴向粘贴应变片,正反面各贴一片;
步骤六:保持岩石板材试样为竖直状态,将胶层下边缘部分对准夹具的防滑压头下缘,并利用夹持装置将岩样两端夹紧;
步骤七:启动单轴力学拉伸试验机的拉伸机构进行静力加载,记录加载过程中岩石板材试样的载荷、位移和应变;
步骤八:实验数据处理和分析
根据加载过程中得到的载荷、位移、应变数据做出应力‑应变曲线,在应力‑应变曲线上弯折点对应的应力作为其抗拉强度σt,对应的应变作为其拉伸应变εt,根据抗拉强度与拉伸应变的比值作为岩石的拉伸弹性模量。
7.如权利要求6所述的基于板材试样的岩石拉伸力学参数测试试验装置的试验方法,其特征在于,所述的岩石板材试样板状试验长度≥5倍的厚度,宽度≥2倍的厚度。