一种用于岩石试样-复合型动态断裂试验的支撑装置_CN209460020U
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( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )实 用新型专利
(21)申请号 201920088542 .7 (22)申请日 2019 .01 .18 (73)专利权人 中国矿业大学（北京）
地址 100083 北京市海淀区学院路丁11号 (72)发明人 孙荘 陈坤宇 李鹏 高艺瑞 (51)Int .Cl .
权利要求书1页 说明书3页 附图3页
CN 209460020 U
CN 209460020 U
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .一种用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置，其特征在于：所述用于岩 石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置包括：
支撑滑块、矩形导轨、六 角螺栓、六 角螺母、套筒与锥形垫圈 ，所述矩形导轨分为前后两 部分，对称焊接于所述套筒上表面；所述支撑滑块分为左右两部分，位于所述矩形导轨前后 两部分之间；所述锥形垫圈内置于所述套筒之中。
4 .根据权利要求1所述的用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置，其特征 在于 ：所述六 角螺栓直径小于所述矩形导轨的 轨道高 度与所述支撑滑块的 螺纹孔直径 ，所 述六角螺栓贯穿于所述矩形导轨前后两部分的轨道和所述支撑滑块左右两部分的螺纹孔， 所述六角螺母安设于所述六角螺栓尾部。
5 .根据权利要求1所述的用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置，其特征 在于：所述锥形垫圈为橡胶材质，所述锥形垫圈外径比所述套筒的内径大5mm。
实用新型内容 [0003] 本实用新型的目的在于提出一种用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑 装置，其中矩形导轨分为前后两部分，对称焊接于所述套筒上表面。支撑滑块分为左右两部 分 ，位于矩形导轨前后两部分之间。六 角螺栓贯穿于矩形导轨前后两部分的 轨道和支撑滑 块左右两部分的 螺纹孔 ，通过 左右滑动支撑滑块 调整两支撑点的间距后 ，使 用六 角螺母将 其固定。然后根据霍普金森压杆的杆径选取合适的 锥形垫圈 ，将该支撑装置固定于霍普金 森压杆透射杆的端部。最后，将试验所用岩石试样夹好并固定在入射杆和支撑滑块之间，便 可开展岩石试样的动态断裂试验。通过更换不同尺寸大小的岩石试样和调整支撑滑块两部 分的间距即可研究不同尺寸大小岩石试样的Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅰ-Ⅱ复合型断裂特性，充分认识岩 石断裂裂纹演化规律及其破坏机制。为了实现上述目的 ，本实 用新型采用如下技术方案 ： [0004] 一种用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置，包括： [0005] 支撑滑块、矩形导轨、六角螺栓、六角螺母、套筒与锥形垫圈，所述矩形导轨分为前 后两部分，对称焊接于所述套筒上表面；所述支撑滑块分为左右两部分，位于所述矩形导轨
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CN 209460020 U
说 明 书
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
一种用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置
技术领域 [0001] 本实用新型涉及岩石断裂力学和岩石动力学相结合的领域，尤其涉及一种用于岩 石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置。
背景技术 [0002] 近年来，随着浅部煤炭资源的日益枯竭，我国的煤炭开采深度不断加大，深部开采 将成为煤炭资源开发中的常态。随着开采深度的增加，煤岩体的应力水平随之加大，必然导 致高地应力、高地温、高渗透压的“三高”现象显现，所以导致煤矿典型灾害现象更为明显更 为频繁 ，而冲击地压、突水 、煤与瓦斯突出 、顶板大面积来压等动力灾害更是成为了深部开 采的鲜明特征 ，这也是目前煤炭开采尚 未解决的重大难题。而对于上述煤矿灾害事故现象 ， 其本 质大多为不同受载方式 和不同 加载速率下煤岩体的断 裂破坏。为此 ，抓住煤矿灾害事 故发生的 本 质即煤岩体的断 裂破坏 ，是充分认识上述灾害发生的 规律 和本 质的 前提 ，也是 对其进行治理与预防的关键所在。同样在岩土工程和地下空间等领域均存在不同受载方式 和不同加载速率下岩土体的断裂破坏，且其断裂形式大多为Ⅰ-Ⅱ复合型断裂。目前，静态条 件下岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型断裂特性的研究已相对成熟，而对于动态条件下Ⅰ-Ⅱ复合型动态 断 裂特性的 研究 相对较 少。此外 ，采 用小尺寸试样进行的 实验室研究 与现 场实际 情况有很 大差异，所以尺寸效应和跨尺度研究对于解决现场问题具有重要的意义。因此，有必要提出 一种用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂测试的试验装置，目前常用的动态试验装置为霍普 金森压杆 测试装置 ，其开展大范围内不同 尺寸大小岩石试样的 动态断 裂试验 ，必须更换不 同 杆径的 压杆 ，同时需要更多对应的 支撑装置 ，操作复 杂 ，费时费 力 ，所以 有必要提出一种 用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置来适用于不同尺寸大小岩石试样的ⅠⅡ复合型动态断裂试验。
2 .根据权利要求1所述的用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置，其特征 在于：所述矩形导轨前后两部分的中部各设置一个矩形轨道，轨道高度一致且相互平行，所 述矩形导轨前侧部分的前表面设置有精确刻度线。
3 .根据权利要求1所述的用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置，其特征 在于 ：所述支撑滑块左右两部分高 度一致 ，可沿所述矩形导轨前后两部分的 轨道左右平稳 滑动 ，所述支撑滑块的 左右两部分各设置一个贯穿螺纹孔 ，所述支撑滑块左右两部分的 前 表面刻有从其前表面顶部支撑点向下的垂直对标线。
G01N 3/02(2006 .01) G01N 3/08(2006 .01)
(10)授权公告号 CN 209460020 U (45)授权公告日 2019.10.01
( 54 )实用新型名称 一种用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试
验的支撑装置 ( 57 )摘要
本实 用新型提出了一 种 用于 岩石试 样Ⅰ-Ⅱ 复合型动态断裂试验的支撑装置，其中矩形导轨 分为前后两部分 ，对称焊接于套筒上表面。支撑 滑块分为左右两部分，位于矩形导轨前后两部分 之间。六角螺栓贯穿于矩形导轨前后两部分的轨 道和支撑滑块左右两部分的螺纹孔，通过左右滑 动支撑滑块调整两支撑点的间距。然后根据霍普 金森压杆的杆径选取合适的锥形垫圈 ，将该支撑 装置固定于霍普金森压杆透射杆的端部。再将岩 石试样夹好并固定在入射杆和支撑滑块之间 ，便 可开展岩石试样的动态断裂试验。通过更换不同 尺寸的岩石试样和调整支撑滑块两部分的间距， 即可达到研究不同尺寸岩石试样的Ⅰ型、Ⅱ型及 Ⅰ-Ⅱ复合型断裂特性的目的。
( 12 )实 用新型专利
(21)申请号 201920088542 .7 (22)申请日 2019 .01 .18 (73)专利权人 中国矿业大学（北京）
地址 100083 北京市海淀区学院路丁11号 (72)发明人 孙荘 陈坤宇 李鹏 高艺瑞 (51)Int .Cl .
权利要求书1页 说明书3页 附图3页
CN 209460020 U
CN 209460020 U
权 利 要 求 书
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1 .一种用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置，其特征在于：所述用于岩 石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置包括：
支撑滑块、矩形导轨、六 角螺栓、六 角螺母、套筒与锥形垫圈 ，所述矩形导轨分为前后两 部分，对称焊接于所述套筒上表面；所述支撑滑块分为左右两部分，位于所述矩形导轨前后 两部分之间；所述锥形垫圈内置于所述套筒之中。
4 .根据权利要求1所述的用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置，其特征 在于 ：所述六 角螺栓直径小于所述矩形导轨的 轨道高 度与所述支撑滑块的 螺纹孔直径 ，所 述六角螺栓贯穿于所述矩形导轨前后两部分的轨道和所述支撑滑块左右两部分的螺纹孔， 所述六角螺母安设于所述六角螺栓尾部。
5 .根据权利要求1所述的用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置，其特征 在于：所述锥形垫圈为橡胶材质，所述锥形垫圈外径比所述套筒的内径大5mm。
实用新型内容 [0003] 本实用新型的目的在于提出一种用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑 装置，其中矩形导轨分为前后两部分，对称焊接于所述套筒上表面。支撑滑块分为左右两部 分 ，位于矩形导轨前后两部分之间。六 角螺栓贯穿于矩形导轨前后两部分的 轨道和支撑滑 块左右两部分的 螺纹孔 ，通过 左右滑动支撑滑块 调整两支撑点的间距后 ，使 用六 角螺母将 其固定。然后根据霍普金森压杆的杆径选取合适的 锥形垫圈 ，将该支撑装置固定于霍普金 森压杆透射杆的端部。最后，将试验所用岩石试样夹好并固定在入射杆和支撑滑块之间，便 可开展岩石试样的动态断裂试验。通过更换不同尺寸大小的岩石试样和调整支撑滑块两部 分的间距即可研究不同尺寸大小岩石试样的Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅰ-Ⅱ复合型断裂特性，充分认识岩 石断裂裂纹演化规律及其破坏机制。为了实现上述目的 ，本实 用新型采用如下技术方案 ： [0004] 一种用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置，包括： [0005] 支撑滑块、矩形导轨、六角螺栓、六角螺母、套筒与锥形垫圈，所述矩形导轨分为前 后两部分，对称焊接于所述套筒上表面；所述支撑滑块分为左右两部分，位于所述矩形导轨
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CN 209460020 U
说 明 书
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
一种用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置
技术领域 [0001] 本实用新型涉及岩石断裂力学和岩石动力学相结合的领域，尤其涉及一种用于岩 石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置。
背景技术 [0002] 近年来，随着浅部煤炭资源的日益枯竭，我国的煤炭开采深度不断加大，深部开采 将成为煤炭资源开发中的常态。随着开采深度的增加，煤岩体的应力水平随之加大，必然导 致高地应力、高地温、高渗透压的“三高”现象显现，所以导致煤矿典型灾害现象更为明显更 为频繁 ，而冲击地压、突水 、煤与瓦斯突出 、顶板大面积来压等动力灾害更是成为了深部开 采的鲜明特征 ，这也是目前煤炭开采尚 未解决的重大难题。而对于上述煤矿灾害事故现象 ， 其本 质大多为不同受载方式 和不同 加载速率下煤岩体的断 裂破坏。为此 ，抓住煤矿灾害事 故发生的 本 质即煤岩体的断 裂破坏 ，是充分认识上述灾害发生的 规律 和本 质的 前提 ，也是 对其进行治理与预防的关键所在。同样在岩土工程和地下空间等领域均存在不同受载方式 和不同加载速率下岩土体的断裂破坏，且其断裂形式大多为Ⅰ-Ⅱ复合型断裂。目前，静态条 件下岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型断裂特性的研究已相对成熟，而对于动态条件下Ⅰ-Ⅱ复合型动态 断 裂特性的 研究 相对较 少。此外 ，采 用小尺寸试样进行的 实验室研究 与现 场实际 情况有很 大差异，所以尺寸效应和跨尺度研究对于解决现场问题具有重要的意义。因此，有必要提出 一种用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂测试的试验装置，目前常用的动态试验装置为霍普 金森压杆 测试装置 ，其开展大范围内不同 尺寸大小岩石试样的 动态断 裂试验 ，必须更换不 同 杆径的 压杆 ，同时需要更多对应的 支撑装置 ，操作复 杂 ，费时费 力 ，所以 有必要提出一种 用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置来适用于不同尺寸大小岩石试样的ⅠⅡ复合型动态断裂试验。
2 .根据权利要求1所述的用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置，其特征 在于：所述矩形导轨前后两部分的中部各设置一个矩形轨道，轨道高度一致且相互平行，所 述矩形导轨前侧部分的前表面设置有精确刻度线。
3 .根据权利要求1所述的用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试验的支撑装置，其特征 在于 ：所述支撑滑块左右两部分高 度一致 ，可沿所述矩形导轨前后两部分的 轨道左右平稳 滑动 ，所述支撑滑块的 左右两部分各设置一个贯穿螺纹孔 ，所述支撑滑块左右两部分的 前 表面刻有从其前表面顶部支撑点向下的垂直对标线。
G01N 3/02(2006 .01) G01N 3/08(2006 .01)
(10)授权公告号 CN 209460020 U (45)授权公告日 2019.10.01
( 54 )实用新型名称 一种用于岩石试样Ⅰ-Ⅱ复合型动态断裂试
验的支撑装置 ( 57 )摘要
本实 用新型提出了一 种 用于 岩石试 样Ⅰ-Ⅱ 复合型动态断裂试验的支撑装置，其中矩形导轨 分为前后两部分 ，对称焊接于套筒上表面。支撑 滑块分为左右两部分，位于矩形导轨前后两部分 之间。六角螺栓贯穿于矩形导轨前后两部分的轨 道和支撑滑块左右两部分的螺纹孔，通过左右滑 动支撑滑块调整两支撑点的间距。然后根据霍普 金森压杆的杆径选取合适的锥形垫圈 ，将该支撑 装置固定于霍普金森压杆透射杆的端部。再将岩 石试样夹好并固定在入射杆和支撑滑块之间 ，便 可开展岩石试样的动态断裂试验。通过更换不同 尺寸的岩石试样和调整支撑滑块两部分的间距， 即可达到研究不同尺寸岩石试样的Ⅰ型、Ⅱ型及 Ⅰ-Ⅱ复合型断裂特性的目的。