[發(fā)明專利]一種巖石剪切力試驗裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611115589.5
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN106596291A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設計）人: 楊永明;鞠楊;劉紅彬
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學（北京）
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司11467
• 代理人: 劉小靜

技術領域

本發(fā)明涉及巖石力學技術領域，具體涉及一種巖石剪切力試驗裝置。

背景技術

在壓縮條件下巖石的剪斷試驗，是獲得在不同法向壓力下巖石峰值抗剪斷強度和殘余強度的基本方法，也是獲取巖石的抗剪強度參數(shù)c、的一種重要手段，因此在巖土工程中獲得了廣泛的應用，并開發(fā)了不同的壓剪試驗設備，包括應用于室內試驗的大型直剪儀和應用于現(xiàn)場原位試驗的小型便攜式直剪儀。

而對于拉伸條件下，巖石的剪斷試驗，在國內外文獻中均鮮有報道，也很少見到能進行巖石剪切力試驗的儀器設備，主要原因是巖石的剪切力破壞沒有引起人們的足夠重視，另外就是進行拉剪試驗的設備較為復雜，其中包括巖石試件的粘接、法向剪切力的加載方式、粘接可能對側向變形的限制、偏心對巖石拉伸強度的影響等，與應用廣泛的RMT單軸壓縮實驗、壓剪實驗和MTS常規(guī)三軸實驗相比，巖石的拉剪實驗操作起來困難許多。在深埋、高應力地下巖石工程中，隧洞邊墻部位，由于開挖卸荷作用法向應力為0，切向應力集中達最大，部分圍巖在豎直切應力作用下會產生法向的拉應力，當圍巖底部有一定空間時，巖體會在豎向的切應力和法向的拉應力作用下發(fā)生拉剪破壞；對于傳統(tǒng)的摩爾庫倫強度準則，為方便應用一般會簡化為線性表達式，即巖石的抗剪強度是法向壓應力的線性函數(shù)，而法向應力變?yōu)槔瓚?即應力位于橫軸的負半軸)時，通常做法是將正半軸上擬合的直線延伸交與負半軸，作為巖石在拉應力下的強度準則，而這一點是缺乏實驗數(shù)據(jù)支撐的。因此本發(fā)明在于一種巖石剪切力測試儀，為完善巖體本構模型、建立相應強度準則提供實驗數(shù)據(jù)。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種巖石剪切力試驗裝置，為建立精確、完善的巖體力學模型、建立相應的強度準則，提供試驗數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的：

一種巖石剪切力試驗裝置，包括基座、上剪切盒、下剪切盒、移動支架、測量系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)，所述基座上設有一凸塊，凸塊上設有第一水平加載系統(tǒng)和在第一水平加載系統(tǒng)上方的第二水平加載系統(tǒng)，所述第一水平加載系統(tǒng)由依次連接的第一水平千斤頂、第一傳立柱構件、第一承壓板組成，第二水平加載系統(tǒng)分別由依次連接的第二水平千斤頂、第二傳立柱構件、第二承壓板組成，第一水平千斤頂、第二水平千斤頂分別與凸塊的側壁連接，所述基座的中心還設有與下剪切盒相匹配的凹槽，所述下剪切盒靠近凸塊的側壁為活動側壁，所述下剪切盒、第一承壓板、第一傳立柱構件和第一水平千斤頂?shù)闹行脑谕凰骄€；

所述移動支架包括支撐柱、移動橫梁、移動車和連接桿，所述支撐柱設置在基座上，且頂部與移動橫梁連接，移動橫梁的底部設有滑軌，所述移動車通過滑軌與移動橫梁連接，所述上剪切盒與測量系統(tǒng)連接，上剪切盒的頂部設有“凸”形槽，所述連接桿的一端與移動車的底部連接，連接桿另一端設有與“凸”形槽相匹配的伸縮件，所述上剪切盒、連接桿和移動車的中心在同一豎直線上；

所述液壓控制系統(tǒng)分別與第一水平千斤頂、第二水平千斤頂連接。

進一步地，所述活動側壁與第一承壓板連接。

進一步地，所述伸縮件與“凸”形槽的內壁滑動連接。

進一步地，所述測量系統(tǒng)包括水平位移計，所述水平位移計設置在上剪切盒的側壁上。

進一步地，在測量狀態(tài)時，上剪切盒、第二承壓板、第二傳立柱構件、第二水平千斤頂?shù)闹行脑谕凰骄€上。

進一步地，其還包括控制裝置，所述控制裝置分別與液壓控制系統(tǒng)、移動支架連接。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明巖石剪切力試驗裝置結構簡單，采用上剪切盒和下剪切盒組裝式的設計可以方便的進行巖樣的粘接和拆卸，連接桿和上剪切盒的設計方式可以保證巖石在水平推力下水平方向的自由變形，通過活動側壁與第一水平加載系統(tǒng)的配合，使檢測樣品更穩(wěn)定，檢測結果更精確，對改進和完善巖石在剪切力作用下巖石的本構關系和強度準則，具有重要的理論意義和實際意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明巖石剪切力試驗裝置的結構示意圖，

圖中，1為基座，2為凸塊，3為上剪切盒，4為下剪切盒，5為支撐住，6為移動橫梁，7為移動車，8為連接桿，9為“凸”形槽，10為活動側壁，11為第二水平千斤頂，12為第二傳力柱機構，13為第二承壓板，14為第一水平千斤頂，15為第一傳力柱機構，16為第一承壓板，17為伸縮件，18為水平位移計，19為滑軌。

具體實施方式

下面結合具體實施例和附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。