岩石轴向直接拉伸试验装置的研制及应用张绪涛1，2，张强勇1，袁圣渤1，王超1，高强1(1.山东大学岩土与结构工程研究中心，山东济南250061；2.聊城大学建筑工程学院，山东聊城252059)摘要：针对目前已有岩石直接拉伸试验装置的不足，研制轴向对中装置包括黏接对中装置和拉伸对中装置，两套对中装置可分别消除岩石试件黏接过程中的偏心和拉伸过程中的偏心，保证试件处于轴心受拉的状态。使用轴向对中装置和万能试验机，采用标准岩石试件进行直接拉伸试验，测试砂岩、灰岩和花岗岩的抗拉强度、极限拉应变和拉伸弹性模量，并给出拉应力–应变曲线。直接拉伸试验结果表明：岩石试件的拉断破坏面大都出现在试件中部；绝大部分岩石试件为脆性拉断破坏；岩石内部的裂隙对其抗拉性能影响很大，为了能精确测试岩石的抗拉强度指标，试验前应对试件进行严格的筛选。关键词：岩石力学；轴向对中装置；直接拉伸试验；抗拉强度；拉应力–应变曲线中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2014)12–2517–07DEVELOPMENTOFTESTDEVICEFORDIRECTAXIALTENSIONONROCKANDITSAPPLICATIONZHANGXutao1，2，ZHANGQiangyong1，YUANShengbo1，WANGChao1，GAOQiang1(1.GeotechnicalandStructuralEngineeringResearchCenter，ShandongUniversity，Jinan，Shandong250061，China；2.SchoolofArchitectureandEngineering，LiaochengUniversity，Liaocheng，Shandong252059，China)Abstract：Toovercomethedeficiencyofexistingdirecttensiontestdevice，axialpositioningdevicesweredeveloped，includinganaxialpositioningdeviceforbondingandanaxialpositioningdevicefortension.Thetwosetsofaxialpositioningdeviceseliminatedthebondingeccentricityandthetensileeccentricityrespectively，ensuringthatrockspecimenbepulledinuniaxialtensionstate.Thedirecttensiontestsofrockswerethencarriedoutusingtheaxialpositioningdevicesandtheuniversaltestingmachine.Thetensilestrength，theultimatetensilestrainandthetensileelasticmodulusofsandstone，limestoneandgraniteweremeasured.Inthedirecttensiletest，thestandardrockspecimenwasused.Thetensilestress-straincurvesoftheserockswereobtained.Thefailuresurfacesofrockspecimenwerefoundtoappearatthemiddleofspecimenmostly.Themostoftherockspecimensdisplayedthemodeofbrittlefailure.Thefracturesofrockinfluencedgreatlythetensilepropertiesofrock.Inordertomeasurethetensilestrengthofrockaccurately，therockspecimenshouldbeselectedstrictlybeforetesting.些区域处于压应力状态，而有些区域则处于拉应力或拉剪应力状态；由于岩石类材料最显著的特点就是抗拉强度远小于抗压强度，所以岩体的破坏常常从拉应力区或拉剪应力区开始，出现拉破坏或拉剪引言1目前，工程岩体中的应力状态常常很复杂，有收稿日期：2013–10–21；修回日期：2014–04–13基金项目：国家自然科学基金资助项目(41172268，51279093)；国家科技重大专项(2011ZX05014)作者简介：张绪涛(1980–)，男，2003年毕业于山东大学土木工程专业，现为博士研究生，主要从事岩土工程方面的研究工作。E-mail：zhangxutao@lcu.edu.cnDOI：10.13722/j.cnki.jrme.2014.12.017•2518•岩石力学与工程学报2014年破坏。因而研究拉应力作用下特别是单轴直接拉伸条件下岩石的力学特性具有重要的理论意义和工程应用价值。然而在岩石力学领域，岩石力学特性的试验研究主要集中在压应力条件下岩石的力学响应，包括单轴、双轴和三轴压缩试验等[1-2]；而对拉应力作用下岩石的力学特性研究相对较少。岩石的抗拉强度通常采用巴西圆盘劈裂试验测得，但是巴西劈裂试验时，岩石试样的应力状态很复杂，与单轴拉伸时的应力状态相去甚远，导致测得的抗拉强度与真实值有较大差距[3]，不能真实反映岩石的力学性质，且不能测试岩石的极限拉应变和拉应力–应变曲线。少数学者开展了岩石直接拉伸的试验研究：代高飞等[4]自行设计了拉–压转换器，在直接拉伸条件下测试了岩石的应力–应变曲线。余贤...