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申请/专利权人：合肥工业大学

摘要：三向刚性加载条件下的单颗粒强度测试装置，包括刚性架，刚性架上设有辅助纵向加载机构、辅助升降平台、辅助水平加载机构；辅助纵向加载机构包括设置在刚性架顶部的顶部传力杆，顶部传力杆上端与竖向加载端连接，顶部传力杆下端与加载头连接；辅助升降平台包括底板，底板下端与加载平台连接，底板上端设有加载平台支撑，加载平台通过加载平台支撑调节高度；辅助水平加载机构包括设置在刚性架侧面两水平方向的滑动板，滑动板通过加载杆与加载头连接；滑动板外围通过常规岩石三轴仪中的液压施压并推动加载头对碎石单颗粒两水平方向施加刚性荷载。本发明提供的三向刚性加载条件下的单颗粒强度测试装置，可实现三向刚性加载条件下的复杂形状碎石单颗粒强度测试。

主权项：1.三向刚性加载条件下的单颗粒强度测试装置，其特征在于：包括刚性架（2），刚性架（2）顶部设有辅助纵向加载机构、底部设有辅助升降平台，刚性架（2）侧面设有辅助水平加载机构；辅助纵向加载机构包括设置在刚性架（2）顶部的顶部传力杆（1），顶部传力杆（1）上端与常规岩石三轴仪中竖向加载端连接，顶部传力杆（1）下端与加载头（10）连接，加载头（10）用于对碎石单颗粒施加纵向荷载；辅助升降平台包括设置在刚性架（2）底部的底板（14），底板（14）下端与常规三轴仪底部加载平台连接，底板（14）上端设有加载平台支撑（6），加载平台（7）通过加载平台支撑（6）调节高度并对碎石单颗粒进行支撑；辅助水平加载机构包括设置在刚性架（2）侧面两水平方向的滑动板（3），滑动板（3）通过加载杆（9）与加载头（10）连接，加载头（10）与碎石单颗粒水平接触；滑动板（3）外围通过常规岩石三轴仪中的液压施压并推动加载头（10）对碎石单颗粒两水平方向施加刚性荷载；所述刚性架（2）上端通过螺栓可拆卸安装有中空顶板（11），顶部传力杆（1）自由穿过中空顶板（11）；所述加载平台（7）整体为T形结构，加载平台（7）与底板（14）上端的中空套筒（8）滑动配合并可上下移动；所述滑动板（3）通过凸块（4）滑动设置在刚性架（2）上对应的凹槽（5）内，凹槽（5）中含润滑钢球；两水平方向的滑动板（3）的面积不同；所述加载平台支撑（6）为活动结构且设置有多种规格；所述加载平台支撑（6）包括分布在加载平台（7）左右的正旋螺杆（6.1）、反旋螺杆（6.2），其中，正旋螺杆（6.1）与底板（14）固定连接，反旋螺杆（6.2）与支承板（6.3）固定连接，正旋螺杆（6.1）、反旋螺杆（6.2）相对一端与螺纹套（6.4）螺纹连接；两螺纹套（6.4）上均固定有链轮（6.5），两链轮（6.5）上饶有链条（6.6）；安装完成后的三向刚性加载条件下的单颗粒强度测试装置视为常规岩石三轴仪中的“岩石”试样，在该装置外包裹定制橡皮膜（16）后，按照常规岩石三轴试验进行下一步测试；1）安装围压室（17），施加围压（19），其中施加的液压通过橡皮膜（16）直接作用于滑动板（3）上，而滑动板（3）通过凸块（4）伸入刚性框架（2）内预留的凹槽（5）中，凹槽中添加光滑钢球降低滑动面与边界摩擦，凸块（4）厚度小于预留凹槽（5）厚度，如此滑动板（3）在液压作用下向内外自由滑行设计距离，便于液压更好的传递至加载颗粒（12）上，如此实现加载颗粒（12）的水平向荷载作用；2）开始竖向位移加载，顶部传力杆（1）在常规岩石三轴仪加载杆作用下，向下传递竖向荷载作用于单颗粒上，直至单颗粒试样破碎，试验过程中通过液压记录计算水平向作用荷载，竖向压力和加载位移由常规岩石三轴仪记录。

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