破碎岩石压实物理模型试验机

1.本实用新型涉及岩石物理实验技术领域，具体而言，涉及一种破碎岩石压实物理模型试验机。


背景技术：

2.相关技术中诸如冒落带破碎岩石压实物理模型试验机的破碎岩石压实物理模型试验机，在试验压实过程中的颗粒移动过程等都为推测，影响试验结论的准确性。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种破碎岩石压实物理模型试验机，该破碎岩石压实物理模型试验机能够观察试验过程的样品变化，具有试验结果准确、操作方便等优点。
4.为实现上述目的，根据本实用新型的实施例提出一种破碎岩石压实物理模型试验机，所述破碎岩石压实物理模型试验机包括：支架；试验缸，所述试验缸设在所述支架上且上端具有开口，所述试验缸为透明件；压盘，所述压盘在上下方向上可滑动且可脱离地设在所述试验缸内；丝杠，所述丝杠可上下移动地设在所述支架上且适于向下推动所述压盘；螺杆，所述螺杆可转动地设在所述支架上且与所述丝杠啮合；驱动装置，所述驱动装置设在所述支架上且与所述螺杆传动连接；位移检测装置，所述位移检测装置包括位移计外套管和伸缩内杆，所述伸缩内杆可相对所述位移计外套管上下移动地设在所述位移计外套管内，所述位移计外套管设在所述支架上，所述伸缩内杆与所述压盘传动连接以随所述压盘一同移动，所述位移检测装置根据所述伸缩内杆与所述位移计外套管的相对位置检测所述压盘的位移；载荷检测装置，所述载荷检测装置设在所述试验缸底部，所述载荷检测装置上适于放置待测样品且适于检测受到的载荷；数据记录仪，所述数据记录仪分别与所述位移检测装置和所述载荷检测装置电连接以记录所述位移检测装置和所述载荷检测装置的检测数据的变化。
5.根据本实用新型实施例的破碎岩石压实物理模型试验机，能够观察试验过程的样品变化，具有试验结果准确、操作方便等优点。
6.另外，根据本实用新型上述实施例的破碎岩石压实物理模型试验机还可以具有如下附加的技术特征：
7.根据本实用新型的一个实施例，所述驱动装置为手轮，所述手轮可转动地设在所述支架上且与所述螺杆传动连接，所述手轮上设有适于握持的手柄。
8.根据本实用新型的一个实施例，所述破碎岩石压实物理模型试验机还包括：连接板，所述连接板与所述伸缩内杆的上端相连；连接杆，所述连接杆的下端与所述压盘相连且上端与所述连接板相连。
9.根据本实用新型的一个实施例，所述位移检测装置为两个且分别位于所述试验缸的两侧，两个所述伸缩内杆均与所述压盘传动连接。
10.根据本实用新型的一个实施例，所述破碎岩石压实物理模型试验机还包括缸盖，所述缸盖可开闭地设在所述试验缸的上端，所述缸盖上设有适于所述丝杠穿过的丝杠过口和适于所述连接杆穿过的连接杆过口。
11.根据本实用新型的一个实施例，所述支架包括：底座；两个立柱，两个所述立柱的下端设在所述底座上；横梁，所述横梁的两端分别与两个所述立柱的上端相连；钣金外壳，所述钣金外壳设在两个所述立柱上，所述丝杠穿过所述钣金外壳，所述螺杆设在所述钣金外壳内，所述驱动装置设在所述钣金外壳上。
12.根据本实用新型的一个实施例，所述钣金外壳内设有多个轴承，所述丝杠和所述螺杆通过多个所述轴承与所述钣金外壳配合。
13.根据本实用新型的一个实施例，所述支架上设有位移计安装板，所述位移计外套管通过所述位移计安装板安装在所述支架上。
14.根据本实用新型的一个实施例，所述试验缸可拆卸地设在所述支架上。
15.根据本实用新型的一个实施例，所述试验缸为透明亚克力件。
16.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
17.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1是根据本实用新型实施例的破碎岩石压实物理模型试验机的结构示意图。
19.附图标记：破碎岩石压实物理模型试验机1、底座11、立柱12、横梁13、钣金外壳14、位移计安装板15、试验缸20、缸盖21、压盘30、丝杠40、手轮50、手柄51、位移计外套管61、伸缩内杆62、连接板63、连接杆64、载荷检测装置70。
具体实施方式
20.本技术是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识作出的：
21.相关技术中诸如冒落带破碎岩石压实物理模型试验机的破碎岩石压实物理模型试验机，在试验压实过程中的颗粒移动过程等都为推测，影响试验结论的准确性。
22.具体而言，相关技术中的破碎岩石压实物理模型试验机，其用于承载待测样品的试验缸为不锈钢件，操作人员难以透过不透明的不锈钢试验缸观察到试验过程，待测样品的破碎现象和颗粒位移难以直接观察到，只能依靠推测得出，影响试验结论的准确性。
23.此外，相关技术中的岩石试验机负荷较大，而土体试验机负荷较小，无法满足试验中的加载要求。由于碎石变形较大，而相关技术中的试验机行程不够，导致试验过程、实验结论存在着一定的误差。相关技术中的试验机直接利用现场收集的破碎岩石进行试验，这样存在着一定的误差，且试验操作较复杂；还有些试验机规定的标准试件尺寸有一定的限制，且碎石变形较大，传统的试验机的行程不够。传统的岩石试验机负荷较大，而土体试验机负荷较小，无法满足试验中的加载要求。
24.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.下面参考附图描述根据本实用新型实施例的破碎岩石压实物理模型试验机1。
28.如图1所示，根据本实用新型实施例的破碎岩石压实物理模型试验机1包括支架、试验缸20、压盘30、丝杠40、螺杆、驱动装置、位移检测装置、载荷检测装置70和数据记录仪。
29.试验缸20设在所述支架上且上端具有开口，试验缸20为透明件。压盘30在上下方向上可滑动且可脱离地设在试验缸20内。丝杠40可上下移动地设在所述支架上且适于向下推动压盘30。所述螺杆可转动地设在所述支架上且与丝杠40啮合。所述驱动装置设在所述支架上且与所述螺杆传动连接。所述位移检测装置包括位移计外套管61和伸缩内杆62，伸缩内杆62可相对位移计外套管61上下移动地设在位移计外套管61内，位移计外套管61设在所述支架上，伸缩内杆62与压盘30传动连接以随压盘30一同移动，所述位移检测装置根据伸缩内杆62与位移计外套管61的相对位置检测压盘30的位移。载荷检测装置70设在试验缸20底部，载荷检测装置70上适于放置待测样品且适于检测受到的载荷。所述数据记录仪分别与所述位移检测装置和载荷检测装置70电连接以记录所述位移检测装置和载荷检测装置70的检测数据的变化。
30.具体而言，在丝杠40未推动压盘30时，压盘30可以由伸缩内杆62和位移计外套管61保持高度位置。
31.下面参考图1描述根据本实用新型实施例的破碎岩石压实物理模型试验机1的操作过程。
32.首先将压盘30取下，将待测样品放入试验缸20，放置在载荷检测装置70上，之后将压盘30装入试验缸20，利用所述驱动装置驱动所述螺杆转动，所述螺杆通过与丝杠40的啮合带动丝杠40转动并向下移动，丝杠40向下推动压盘30对所述待测样品施加载荷。同时伸缩内杆62随压盘30移动，所述位移检测装置检测所述压盘的位移，载荷检测装置70检测受到的载荷，发送给所述数据记录仪进行记录。
33.根据本实用新型实施例的破碎岩石压实物理模型试验机1，通过将试验缸20设置为透明件，可以使操作人员能够透过试验缸20观察到试验缸20内部的样品，从而便于操作人员直观地观察到样品的颗粒位移和破碎现象等过程。由此无需依靠推测得到样品的试验
过程，从而充分研究破碎岩石压实的力学行为，获取破碎岩体应力应变曲线，便于保证试验结论的准确性。
34.并且，通过丝杠40和螺杆的配合实现对待测样品施加载荷，一方面可以便于保证破碎岩石压实物理模型试验机1的整体行程，另一方面可以便于保证载荷大小，从而提高破碎岩石压实物理模型试验机1的适用性和准确性。
35.此外，通过设置所述位移检测装置、载荷检测装置70和所述数据记录仪，可以实时检测位移和载荷并同时自动记录在所述数据记录仪上，便于检测和记录试验数据，更加自动化和精确，操作更加方便。由此采用荷载和位移两种参考方式，可满足各种不同要求的试验，可根据具体的试验需求进行破碎岩石压实物理模型试验。
36.因此，根据本实用新型实施例的破碎岩石压实物理模型试验机1能够观察试验过程的样品变化，具有试验结果准确、操作方便等优点。
37.下面参考附图描述根据本实用新型具体实施例的破碎岩石压实物理模型试验机1。
38.在本实用新型的一些具体实施例中，如图1所示，根据本实用新型实施例的破碎岩石压实物理模型试验机1包括支架、试验缸20、压盘30、丝杠40、螺杆、驱动装置、位移检测装置、载荷检测装置70和数据记录仪。
39.具体地，如图1所示，所述驱动装置为手轮50，手轮50可转动地设在所述支架上且与所述螺杆传动连接，手轮50上设有适于握持的手柄51。由此可以通过握持手柄51手动转动手轮50对所述螺杆驱动转动，从而带动丝杠40转动并向下移动。这样可以在难以供电的场合进行试验。
40.更为具体地，如图1所示，破碎岩石压实物理模型试验机1还包括连接板63和连接杆64。连接板63与伸缩内杆62的上端相连。连接杆64的下端与压盘30相连且上端与连接板63相连。这样可以便于伸缩内杆62与压盘30的连接，便于压盘30带动伸缩内杆62一同移动，而且可以避免与其他结构产生干涉。
41.有利地，如图1所示，所述位移检测装置为两个且分别位于试验缸20的两侧，两个伸缩内杆62均与压盘30传动连接。这样可以使压盘30的受力更加稳定，而且可以提高位移检测的准确性。
42.更为有利地，如图1所示，破碎岩石压实物理模型试验机1还包括缸盖21，缸盖21可开闭地设在试验缸20的上端，缸盖21上设有适于丝杠40穿过的丝杠过口和适于连接杆64穿过的连接杆过口。这样可以利用缸盖21关闭试验缸20的开口，便于保证试验缸20相对密闭的试验环境，提高试验结果的可靠性。
43.图1示出了根据本实用新型一个具体示例的破碎岩石压实物理模型试验机1。如图1所示，所述支架包括底座11、两个立柱12、横梁13和钣金外壳14。两个立柱12的下端设在底座11上。横梁13的两端分别与两个立柱12的上端相连。钣金外壳14设在两个立柱12上，丝杠40穿过钣金外壳14，所述螺杆设在钣金外壳14内，所述驱动装置设在钣金外壳14上。这样可以便于各个结构的安装，而且可以利用钣金外壳14保护丝杠40和螺杆的传动机构，避免异物进入影响传动的可靠性，同时保证试验载荷施加的稳定性，提高试验结果的准确性。
44.具体地，钣金外壳14内设有多个轴承，丝杠40和所述螺杆通过多个所述轴承与钣金外壳14配合。这样可以使丝杠40和螺杆的转动更加顺畅。
45.更为具体地，如图1所示，所述支架上设有位移计安装板15，位移计外套管61通过位移计安装板15安装在所述支架上。这样可以便于所述位移检测装置的安装。
46.有利地，试验缸20可拆卸地设在所述支架上。这样一方面可以便于清理试验缸20内部，便于样品的取放，而且可以对试验缸20进行更换，例如采用不同尺寸的试验缸20，或在试验缸20发生损坏或刮花影响观察时进行替换。
47.可选地，试验缸20为透明亚克力件。这样可以使试验缸20具有良好的结构强度和稳定性。
48.破碎岩石压实物理模型试验机1为冒落带破碎岩石压实物理模型试验机。
49.具体而言，破碎岩石压实物理模型试验机1可针对岩石、岩土、土石混合体等试验材料进行多种试验，例如单轴试验、破碎岩石压实模型试验、破碎岩石长期变形试验。
50.下面参考图1描述根据本实用新型的破碎岩石压实物理模型试验机1的具体工作过程。
51.根据具体试验要求，制作作为待测样品的试验模型或配置试验模型放置在试验缸20中。
52.在压盘30的下表面和载荷检测装置70的上表面均匀涂抹凡士林，并连接荷载检测装置70和所述位移检测装置。
53.通过手动握持手柄51均匀地摇动手轮50从而转动丝杠40，调整压头30与待测样品的距离，当距离小于3mm时，即停止转动。
54.将所述数据记录仪中负荷和位移初始值清零，并开始记录动态数据记录仪中的数据。
55.匀速转动手轮50，控制丝杠40加载速率，直至试样破坏。
56.根据本实用新型实施例的破碎岩石压实物理模型试验机1的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
57.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
58.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。