精确对齐是成功进行直接抗拉强度（DTS）测试中最关键的因素。建议使用实验室精密中心定位装置或实验室压力机，因为它允许您在端盖的粘合和固化过程中施加受控的、轻微的轴向压力。这种机械干预确保岩石试样的中心轴线与金属端盖的轴线完美对齐，从而消除了手动安装固有的几何误差。
通过在硬件设置过程中最大限度地减少几何偏心，您可以显著降低实验数据的离散度，并确保您的结果在不同的测试环境中保持可重复性。
正确对齐的力学原理
消除几何偏心
手动安装端盖时，通常会发生轻微的移位或倾斜。这些几何偏心会在实际的拉伸测试中产生偏心加载。
使用精密装置可以标准化物理安装。它迫使组件对齐，消除了人为操作造成的变异性。
确保轴向一致性
粘合阶段的主要目标是使岩石和金属盖板作为一个单一的、连续的单元工作。
精密压力机可确保岩石的中心轴线与金属端盖的轴线精确重合。这种高度的一致性对于有效的拉伸数据是必需的。
位移控制的作用
推荐的设备利用精确的位移控制来施加轻微的轴向压力。
在粘合剂固化期间，该压力将组件固定在原位。它防止盖板在粘合剂固化前滑动或漂移错位。
对数据质量的影响
减少数据离散
在岩石力学中，数据常常由于自然异质性而分散。您不希望在噪声中增加设备误差。
通过控制粘合过程，您可以最大限度地减少“硬件噪声”。这确保了数据中的变异性反映了实际的岩石特性，而不是粘合质量。
提高可重复性
科学有效性依赖于重复结果的能力。
精确对齐是可重复性的核心硬件要求。它允许在不同环境或由不同技术人员进行的测试产生可比较的结果。
了解手动方法的风险
“目测”谬误
尝试通过目测或使用基本指南来对齐端盖是一个常见的陷阱。
虽然看起来是直的，但微小的对齐误差会在测试过程中引入弯曲力矩。这会导致过早失效，并低估试样的真实抗拉强度。
虚假的经济效益
为了节省时间和设备成本而跳过使用中心定位装置，通常会导致样品浪费。
如果由于对齐不良导致测试在接近端盖处失效，数据通常必须丢弃。精密压力机的成本可以通过减少无效测试和浪费的岩石样品来抵消。
优化您的实验设置
为确保您的DTS测试提供可行且准确的数据，请考虑您的具体测试目标：
- 如果您的主要关注点是减少数据噪声：使用具有精确位移控制的装置，以消除几何偏心并缩小数据分布范围。
- 如果您的主要关注点是在不同实验室之间比较数据：标准化精密中心定位装置的使用，以确保环境变量不会影响可重复性。
标准化您的粘合过程是从粗略估计转向精确材料表征的最有效方法。
总结表：
| 特征 | 手动对齐 | 精密实验室压力机/中心定位装置 |
|---|---|---|
| 对齐精度 | 容易出现“目测”错误和倾斜 | 通过机械导轨保证轴向一致性 |
| 压力控制 | 不一致或缺失 | 粘合剂固化期间受控的轴向压力 |
| 数据离散 | 高（硬件噪声干扰） | 低（反映实际材料特性） |
| 可重复性 | 低（取决于操作员） | 高（标准化的机械过程） |
| 样品成功率 | 较低（存在弯曲力矩风险） | 较高（最大限度地减少粘合处的过早失效） |
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参考文献
- Ignacio Pérez–Rey, Leandro R. Alejano. Assessment of Direct Tensile Strength Tests in Rock Through a Multi-laboratory Benchmark Experiment. DOI: 10.1007/s00603-023-03751-z
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
