[實用新型]巖石結構面剪切試驗裝置

有效

• 申請號: 201220314385.5
• 申請日: 2012-07-02
• 公開（公告）號: CN202631373U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 劉建鋒;徐進;裴建良;張茹
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 呂建平

技術領域

本實用新型涉及巖石力學性能試驗測試技術領域，特別是涉及巖石結構面剪切試驗裝置。

背景技術

巖石是工程建設中涉及到的重要環境地質和非常重要的工程材料，為了保證工程質量和工程安全，在工程施工中必須要弄清楚巖石的各種強度，特別是抗剪切強度。巖石結構面是巖石抗剪切的一個薄弱面，抗剪切強度通常非常低，稍有擾動，則易造成沿該結構面發生破壞，故現場取樣后，無法將包含有結構面的巖石加工成可以進行直接剪切的規則試件，實踐中通常采用水泥把包含結構面的巖石澆筑成規則的試件，然后再沿結構面方向進行剪切試驗。但由于結構面自身強度低，在試件澆筑過程中或澆筑后剪切前的搬運過程中，易造成結構面破壞，從而導致試驗失敗。另外，用水泥把包含結構面的巖石澆筑成規則的試件，由于水泥對測量結構面的剪切變形及抗剪強度有很大的影響，測量結果須剔除水泥的影響，而水泥的影響又很難準確的測定，因此使得巖石結構面的試驗測量過程復雜，測量結果準確性差，可靠性低，無法獲得巖石結構面的真實抗剪強度參數。這一問題長期困擾巖石結構面的剪切試驗。

實用新型內容

針對巖石結構面剪切試驗的技術現狀，本實用新型的目的旨在提供一種巖石結構面剪切試驗裝置，以期獲得巖石結構面的真實抗剪強度參數。

本實用新型的上述目的可通過下述技術方案的巖石結構面剪切試驗裝置來實現。

本實用新型提供的巖石結構面剪切試驗裝置，其結構主要由與巖石樣品試塊上下兩部分相匹配的上下兩開口剪切盒組成，剪切盒內填充將巖石樣品試塊固定在剪切盒內的填充物，上下兩開口剪切盒的口面保持有能夠使巖石樣品試塊剪切試驗結構面暴露在上下兩剪切盒口面之間的距離。

在上述巖石結構面剪切試驗裝置中，上下兩開口剪切盒，可以為整體結構，也可以為組合式結構，組合式結構又可設計為半開式組合結構，或全組合式結構。對于組合式結構的上下兩開口剪切盒，用于施加剪切力一方的盒體面最好為整體盒體面，以避免盒體板之間的聯接件承受剪切載荷。半開式組合結構的上下兩開口剪切盒，即為由2至4部分盒體板通過螺栓組裝成一體的剪切盒。

考慮盒體脫模方便，上下兩開口剪切盒優先選擇全組合式結構，即由5塊盒體板通過埋頭螺栓固定組裝成一體，其中施加剪切力一方的盒體板面壓接其他方向盒體板端面。全組合式結構的上下兩開口剪切盒進一步的方案，5塊盒體板組裝關系為：施加剪切力一方的盒體板面壓接其他方向盒體板端面，上剪切盒的上頂盒體板面和下剪切盒的下底盒體板面分別壓接其他三個方向的盒體板端面，與施加剪切力一方盒體板面相對的一方盒體板面壓接其他兩個方向的盒體板端面，即左右兩則的盒體板端面。

上述巖石結構面剪切試驗裝置，為了便于注入混凝土，可考慮在下開口剪切盒兩個相對的非剪切力施加盒體板上設計混泥土澆注口，但也可不設計混泥土澆注口，從剪切盒的開口直接注入混泥土；為了便于搬動試驗裝置，可考慮在上開口剪切盒兩個相對的非剪切力施加盒體板上設計搬動把手，但也可不設計搬動把手，直接用手把持盒體進行搬動。為了便于通過在上下兩開口剪切盒的口面之間設置墊塊來把控上下兩開口剪切盒的口面距離，使巖石樣品試塊剪切試驗結構面暴露在上下兩剪切盒口面之間，最好在盒體壁上設計將上下兩開口剪切盒可拆裝組裝成一體的聯接裝置。所述聯接裝置可由固定在上下兩開口剪切盒相對應的盒體外壁上的聯接耳，和與聯接耳上的聯接孔相匹配的聯接螺栓構成。

本實用新型還采取了其他一些技術措施。

采用本實用新型對巖石結構面進行剪切試驗的過程如下：

1、先將巖石樣品試塊上端部分置入上開口剪切盒注入混凝土，待混凝土固化后將該端向上豎起，再將巖石樣品試塊的下端部分置入下開口剪切盒，且在上下兩開口剪切盒的口面之間放置設計高度的墊塊13，用聯接螺栓插入上下兩開口剪切盒左右兩側盒體板外壁面上的聯接耳聯接孔內，將上下兩開口剪切盒聯接組裝成一體，巖石樣品試塊剪切試驗結構面暴露在上下兩剪切盒口面之間，然后由下開口剪切盒左右兩側盒體板外壁面上的混凝土澆注口注入混凝土進行固定；

2、巖石樣品試塊在上下開口剪切盒內固化后，放置在剪切試驗臺上，拆開上下開口剪切盒聯接裝置，取出墊塊；

3、對上下開口剪切盒體實施一對作用線一致方向相對的加壓載荷，在加壓載荷存在的情況下，對上下剪切盒體實施一對方向相反的剪切載荷，通過剪切盒內的混凝土填充物作用于巖石樣品試塊上，進而作用于巖石樣品試塊結構面上，從而獲得巖石樣品試塊結構面的抗剪強度參數。

本實用新型的巖石結構面剪切試驗裝置也可適用于建筑墻體結構面的剪切強度試驗。