(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210467926.6 (22)申请日 2022.04.29 (71)申请人 青岛市地铁六号线 有限公司 地址 266427 山东省青岛市黄岛区滨 海大 道177号 申请人 山东科技大 学 (72)发明人 刘泉维　赵继增　郑菲　杨旭旭　 黄成　刘林胜　李为腾　叶守杰　 王洪波　赵文新　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 赵敏玲 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/04(2006.01)G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种可精确获取类岩石材料极限拉应变的 试验装置及方法 (57)摘要 本发明提供一种可精确获取类岩石材料极 限拉应变的试验装置及方法， 整个装置包括固定 系统、 模具系统两部分。 其中， 固定系统的作用是 用来保证在在试验过程中， 拉力始终沿轴向方 向， 类岩石材料试件的母线成抛物线状， 以方便 后期极限拉应变的换算。 测得类岩石材料试件极 限拉应变方法包括通过该发明的试验装置进行 试件的制备， 在试件中部沿轴向放置应变片， 进 行拉拔试验， 得到通过应变片获得的极限拉应变 数值， 最后经过变换得到精确的极限拉应 变。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114858597 A 2022.08.05 CN 114858597 A 1.一种可精确获取类岩石材料极限拉应变的试验装置， 其特征在于， 包括固定机构、 模 具； 所述的固定机构， 包括固定支座、 固定支架、 上夹具和下夹具； 所述的固定支座与固定 支架焊接， 上夹具固定在固定支架的上部， 下夹具固定在固定支架的下部， 且下夹具位于固 定支座的下方； 所述的模具安装在固定支 座上， 模具顶部设有上连接构件， 上连接构件通过 上夹具固定， 所述的模具底部设有下 连接构件， 下 连接构件与下夹具固定 。 2.如权利要求1所述的可精确获取类岩石材料极限拉应变的试验装置， 其特征在于， 所 述的模具为一个柱状的空腔结构， 其上部分和下部分的直径大于中间部分的直径； 上下部 分的母线为 直线， 中间部分的母线为抛物线。 3.如权利要求1所述的可精确获取类岩石材料极限拉应变的试验装置， 其特征在于， 所 述的模具包括两 部分， 两部分通过铰链和螺 栓相连。 4.如权利要求1所述的可精确获取类岩石材料极限拉应变的试验装置， 其特征在于， 所 述的上连接构件和下连接构件的结构相同， 各自由主爪和副爪组成， 所述的主爪是一根带 有螺纹的大钢柱， 副爪包括四个小钢柱， 四个小钢柱呈一定角度的连接在主 爪底部。 5.如权利要求4所述的可精确获取类岩石材料极限拉应变的试验装置， 其特征在于， 所 述的上连接构件的副爪固定在模具内， 主 爪穿过模具顶部被上夹具夹紧。 6.如权利要求4所述的可精确获取类岩石材料极限拉应变的试验装置， 其特征在于， 所 述的下连接构件的副爪固定在模具内， 主 爪依次穿过模具底部、 固定支座后被下夹具夹紧。 7.如权利要求1所述的可精确获取类岩石材料极限拉应变的试验装置， 其特征在于， 所 述的上夹具包括两 部分， 两部分通过螺 栓连接。 8.如权利要求1所述的可精确获取类岩石材料极限拉应变的试验装置， 其特征在于， 所 述的下夹具包括两 部分， 两部分通过螺 栓连接。 9.如权利要求1 ‑8任一所述的可精确获取类岩石材料极限拉应变的试验装置的试验方 法， 其特征在于， 包括下述 步骤： (1)将下连接构件放置在模具底部， 其下连接构件的主爪伸到模具外， 副爪留在模具内 部， 并通过螺 栓将模具合紧； (2)将组装好的模具放在固定支座上， 调整下连接构件位置， 使其竖直位于模具中心， 下连接构件主 爪穿过固定支座， 然后通过 下夹具固定； (3)向模具中浇筑类岩石材料， 然后将上连接构件的副爪从模具顶部插入到类岩石材 料内， 并不断调节 其位置， 使其在浇筑完成后副爪位于试件内， 主爪 竖直位于试件的中心 位 置， 并通过 上夹具将上 连接构件的主 爪固定； (4)进行振捣并养护至初凝； (5)初凝后， 松开上、 下夹具， 将模具取下， 松开模具， 取出初凝的类岩石材料试件， 并继 续养护至设定 龄期； (6)在试件中部沿轴向贴一个长s厘米的应变片， 然后进行直拉试验， 得到由应变片测 得的极限拉应 变数据 ε0， 通过计算得到类岩石材 料的极限拉应 变 ε。 10.如权利要求9所述的试验方法， 其特征在于， 类岩石材料的极限拉应变ε 的计算方法 如下： 设试件轴向为X轴， 径向方向为Y轴； 以一条母线的中点为原点， 已知试件中部母线函数权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114858597 A 2方程为y1＝ax2,设拉伸后的母线函数方程为y2＝bx2， 应变片端部位置只沿x轴方向移动； 设 变化量为Δx， 应 变片在x轴上的投影长度为 L， 通过联立下述方程进行求 解： 其中： y1——试件中部母线函数 方程， y1＝ax2； s——应变片长度； L——s在x轴的投影长度； y2——试件受拉伸后， 其中部母线函数 方程， y2＝bx2； Δx——应变片在x轴方向投影长度的变化 量； ε0——由应变片得到的应 变数据； a——试件中部母线函数 方程中的常数； b——试件受拉伸后， 其中部母线函数 方程中的常数； ε——类岩石材 料的极限拉应 变； 最终通过应 变公式求出精确的类岩石材 料的极限拉应 变 ε。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114858597 A 3