双圆环直接拉伸试验试样最优尺寸范围研究

摘要

直接拉伸试验是测量岩石抗拉强度最直接有效且最有理论和实际价值的方法,但在传统直接拉伸试验中试样加工难度大,测试设备要求高。为克服传统直接拉伸试验加载困难的缺点,准确测定岩石的抗拉强度,设计研发了多直径岩芯双圆环直接拉伸试验机,从试验和数值模拟两方面重点研究了双圆环直接拉伸试验中试样尺寸的影响和最优取值范围,包括外环直径与试样直径比r_1/R、内环直径与试样直径比r_2/R、内环直径与外环直径比r_2/r_1三个比值的最优范围。研究结果发现,外环直径和内环直径满足r_1/R=0.62±0.08、r_2/R=0.45±0.12、r_2/r_1=0.64±0.06时内外环根部与内外环重叠部位最大应力值相近,获得的抗拉强度与理论值较一致,与其他试验相比,双圆环直接拉伸试验的结果标准差和振荡系数最小。