[發明專利]用于圓形結構面試樣的巖石結構面直剪儀平面剪切頭配套裝置及直剪試驗方法

有效

• 申請號: 201410524226.1
• 申請日: 2014-10-08
• 公開（公告）號: CN104359770A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 羅戰友;杜時貴;黃曼;呂原君;張曉鶯;雍睿
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

技術領域

本發明涉及用于圓形巖石結構面試樣的巖石結構面直剪儀平面剪切頭配套裝置及直剪試驗方法，適用于圓形巖石結構面試樣直剪試驗。本發明屬于工程技術領域。

背景技術

直剪試驗是獲得巖石結構面抗剪強度力學指標的主要試驗手段。由于現有巖石結構面直剪儀的剪切頭是平面的，因此，常規巖石結構面直剪儀主要適用于平面形狀為方形或者矩形的巖石結構面，而對于外形為圓形結構面試樣卻無法利用現有剪切頭側面為平面的巖石結構面直剪儀進行直剪試驗。為了測試圓形結構面試樣抗剪強度，常規做法是采用切割機把圓形結構面試樣切割成方形或者矩形才能用于常規的具有平面剪切頭的巖石結構面直剪儀，這樣處理不但費用大、工期長、操作困難，而且由于結構面具有各向異性特性，方形或者矩形結構面只能測試與試樣外側面相平行或者垂直方向的抗剪強度，而無法獲得結構面各個方向的抗剪強度，因此也就無法得到巖石結構面抗剪強度的各向異性特性，也就不能得到巖體結構面最薄弱的滑移方向。

發明內容

為了解決現有具有平面剪切頭的巖石結構面直剪儀只能測試外形為方形或者矩形結構面的抗剪強度，而無法測定平面形狀為圓形結構面抗剪強度的不足，本發明提供了一種用于圓形結構面試樣的平面剪切頭配套裝置及直剪試驗方法，該裝置與巖石結構面直剪儀的平面剪切頭相匹配，能解決利用現有常規巖石結構面直剪儀進行圓形結構面試樣的抗剪強度直剪試驗，不但可以測試多種尺度(100mm-1000mm)的圓形結構面試樣，而且具有操作方便、費用低、速度快、測試結果精度高的特點。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種用于圓形結構面試樣的巖石結構面直剪儀平面剪切頭配套裝置，所述巖石結構面直剪儀包括平面剪切頭和剪切油缸，所述剪切油缸的動作端上安裝所述平面剪切頭，所述直剪儀平面剪切頭配套裝置包括方形固定框架和緊固裝置，所述方形固定框架包括下層方形固定框和上層方形固定框，所述下層方形固定框位于上層方形固定框的上方且相互固定連接，所述上層固定框和下層固定框的內部為用于放置待測試圓形巖石結構面試樣的工位空腔；所述上層方形固定框的四邊的中間位置開有螺栓孔，所述緊固裝置為緊固螺栓，所述緊固螺栓穿過所述螺栓孔支撐在待測試圓形巖石結構面試樣上。

進一步，所述上層方形固定框的四個角上也開有螺栓孔。螺栓孔位于上層方形固定框的內部，螺栓長度可根據圓形巖石結構面試樣的大小進行合理選擇。

一種圓形巖石結構面試樣的直剪試驗方法，所述方法包括以下步驟：

(a)選擇要測試的具有設定尺寸的圓形巖石結構面試樣；

(b)測量直剪儀平面剪切頭的高度，并在巖石結構面試樣的相同高度位置處做標記；

(c)利用起吊裝置把上層方形固定框和下層方形固定框從試樣頂部放置于巖石結構面試樣的標記處；

(d)根據試樣的大小，選擇相對應的緊固螺栓長度；

(e)用緊固螺栓分別穿過螺栓孔直到螺栓的端部與圓形巖石結構面試樣外表面相接觸并扭緊；

(f)把圓形巖石結構面試樣與平面剪切頭的配套裝置一起放置于巖石結構面直剪儀中，根據巖石結構面直剪試驗規程進行直剪試驗，獲得圓形巖石結構面的抗剪強度。

進一步，所述方法還包括以下步驟：(g)為了獲得多個剪切方向的抗剪強度，把緊固螺栓放松，轉動結構面試樣的位置到需要測試的剪切方向，多次重復步驟(b)到(f)就得到該巖石結構面多個剪切方向的抗剪強度，獲得該巖石結構面的各向異性特性。

本發明的有益效果主要表現在：本發明給出了圓形結構面試樣的巖石結構面直剪儀平面剪切頭配套裝置，能夠配合直剪儀的平面剪切頭測試系列多尺度圓形巖石結構面試樣的抗剪強度。該配套裝置及直剪試驗方法具有如下優點：(1)操作方便、成本低、工期短；(2)可測試的圓形結構面試樣的尺寸范圍為100mm～1000mm；(3)只需要轉動結構面方向，就可測試結構面抗剪強度的各向異性特性，而該裝置無需制樣位置變換，試驗結果精度高。

附圖說明

圖1是用于圓形結構面試樣的平面剪切頭配套裝置的結構圖。

圖2是圖1的俯視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。

實施例1