[發明專利]一種巖土壓剪流變試驗機及試驗方法

有效

• 申請號: 201310074849.9
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN103163026A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 范文;熊煒;鄧龍勝;烏云飛
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N3/10
• 分類號: G01N3/10;G01N3/24
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 汪人和

1.一種巖土壓剪流變試驗機，其特征在于，包括主機架，主機架上設有垂向加載系統和水平向加載系統，由計算機控制的伺服油壓系統向垂向加載系統和水平向加載系統提供油壓；

所述的主機架包括相互垂直連接的螺紋導向桿（1）和剪切裝置支架（35），螺紋導向桿（1）的底端與儀器基座（16）相連接，儀器基座（16）內設置有垂向油缸（17），垂向油缸（17）通過升降囊（14）與下承壓板（13）相連接；剪切裝置支架（35）上設有可水平移動的行車機構（33）；

垂向加載系統設置在螺紋導向桿（1）上，包括可沿螺紋導向桿（1）上下運動的爬升裝置（3），爬升裝置（3）通過球面接頭、連接構件與壓力鋼桶（10）相連接；壓力鋼桶（10）內設有壓力和變形傳感器，通過與壓力鋼桶（10）相連接的上承壓板（11）封閉在壓力鋼桶（10）中；

水平向加載系統設置在行車機構（33）上，包括與行車機構（33）固定連接的水平油缸支架（28），水平油缸支架（28）內設有水平油缸（30），水平油缸（30）的推移軸通過球面接頭（27）與下剪切盒（21）相連接，下剪切盒（21）與行車機構（33）通過滑輪機構或滑軌機構（32）滑動連接，下剪切盒（21）上設有上剪切盒（22），上剪切盒（22）通過剪切盒支架（20）與行車機構（33）固定連接；下剪切盒（21）上設有水平向位移計（19），上剪切盒（22）上設有垂向位移計（26）；

伺服油壓系統包括液壓泵（37）、伺服閥（41）各兩套，與電源箱（36）、水冷散熱器（44）均固定在油箱（43）上；液壓泵（37）通過箱內管路與水冷散熱器（44）的一端相連接，再由水冷散熱器（44）另一端通過管路連接伺服閥（41），伺服閥（41）受計算機調節來控制油量和進油速率；兩套液壓裝置通過加載油接口（38）和卸載油接口（39）分別與垂向加載系統和水平向加載系統的油缸相連接。

2.如權利要求1所述的巖土壓剪流變試驗機，其特征在于，所述的爬升裝置（3）內嵌有球面接頭凹端（4），球面接頭凸端（5）與球面接頭凹端（4）活動連接，壓力鋼桶（10）通過第二連接構件（9）和第一連接構件（6）與球面接頭凸端（5）相連接，上承壓板（11）和第二連接構件（9）均通過內絲與壓力鋼桶（10）相連接。

3.如權利要求1所述的巖土壓剪流變試驗機，其特征在于，所述的下剪切盒（21）與上剪切盒（22）對齊后構成剪切空間，剪切空間的兩個受剪側面設有高強度合金板（23），上下面分別設有上蓋壓板（25）和下蓋壓板（24）。

4.如權利要求1所述的巖土壓剪流變試驗機，其特征在于，所述的上蓋壓板（25）和下蓋壓板（24）透水或不透水，根據需要來更換。

5.如權利要求1所述的巖土壓剪流變試驗機，其特征在于，所述的加載油接口（38）、卸載油接口（39）與伺服閥（41）組成兩組加壓系統，分別控制垂直向和水平向加載系統，垂直向組分別與垂直向加載系統的加載、卸載油接口相連接，水平向組分別與水平向加載系統加載、卸載油接口相連接。

6.如權利要求1所述的巖土壓剪流變試驗機，其特征在于，在裝樣階段時，在下剪切盒（21）內放入下蓋壓板（24），將試樣置于上剪切盒（22）和下剪切盒（21）組成的試樣空間，蓋上上蓋壓板（25），然后將行車機構（33）推入試驗位置，定位樁（12）接入行車機構（33）底部設置的定位孔（34），將垂向加載系統和水平向加載系統固定；

電動調整爬升裝置（3）位置，通過計算機控制伺服閥（41），限定液壓泵（37）的液壓，其液壓通過液壓表（40）讀出；當油源進入垂向油缸（17），則整個試驗裝置被頂起，上部上蓋壓板（25）與上承壓板（11）接觸，并放置好水平位移計（19）和垂向位移計（26）。

7.如權利要求6所述的巖土壓剪流變試驗機，其特征在于，在試驗階段時，垂向油缸（17）繼續向上推進，升降囊（14）伸長，施加豎向荷載至預設荷載或位移達到預設位移時，完成豎向壓縮試驗；

在到達預設荷載時，通過計算機控制另一組伺服閥，油源進入水平油缸（30），水平油缸（30）向前推進，試樣受水平向剪切力作用，直至完成試驗。