[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)干濕循環(huán)和動力擾動的軟巖剪切流變儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710018801.4
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106771079A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡斌;姚遠(yuǎn);姚文敏;王璐;李瑤;陳曉龍;李立辰;和大釗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時代知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司42238
• 代理人: 曹雄,郝明琴

1.一種實(shí)現(xiàn)干濕循環(huán)和動力擾動的軟巖剪切流變儀，包括平臺，所述平臺的中間設(shè)有預(yù)定軌道和剪切流變單元，所述預(yù)定軌道包括一長邊，所述剪切流變單元沿預(yù)定軌道的長邊方向滑動，其特征在于，所述剪切流變單元連接動力擾動單元、切向加壓系統(tǒng)、位移量測系統(tǒng)和拉壓力測量系統(tǒng)，所述動力擾動單元和切向加壓系統(tǒng)協(xié)同調(diào)整剪切流變單元的剪切力，所述位移測量系統(tǒng)與拉壓力測量系統(tǒng)分別測量剪切流變單元的位移和拉壓力的變化，所述剪切流變單元的上部設(shè)有干濕循環(huán)單元，所述干濕循環(huán)單元實(shí)現(xiàn)剪切流變單元的干濕循環(huán)，所述剪切流變單元通過法向加壓系統(tǒng)在所述剪切流變單元的法向上預(yù)設(shè)應(yīng)力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)干濕循環(huán)和動力擾動的軟巖剪切流變儀，其特征在于，所述剪切流變單元包括上剪切盒和下剪切盒，所述下剪切盒在上剪切盒的下方，所述下剪切盒的上部相對兩側(cè)沿預(yù)定滑軌的長邊方向開有橫槽，所述橫槽內(nèi)設(shè)有滾珠，所述下剪切盒的底部設(shè)有滾輪，所述下剪切盒通過滾輪和滾珠沿預(yù)定軌道的長邊方向滑動；所述動力擾動單元包括剛性支架和振動電機(jī)，所述振動電機(jī)設(shè)在剛性支架上；所述剛性支架夾住下剪切盒的兩側(cè)，所述振動電機(jī)通過剛性支架向下剪切盒傳導(dǎo)振動荷載。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)干濕循環(huán)和動力擾動的軟巖剪切流變儀，其特征在于，所述振動電機(jī)是動力源與振動源結(jié)合為一體的激振源，所述振動電機(jī)包括轉(zhuǎn)子軸和在轉(zhuǎn)子軸兩端安裝的可調(diào)偏心塊，所述振動電機(jī)通過轉(zhuǎn)子軸及可調(diào)偏心塊的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力得到激振力。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)干濕循環(huán)和動力擾動的軟巖剪切流變儀，其特征在于，所述干濕循環(huán)單元包括水泵、進(jìn)水管、水箱、透水石、熱空氣發(fā)生裝置和進(jìn)氣管，所述水箱設(shè)在上剪切盒的上方，所述透水石設(shè)在水箱內(nèi)，所述進(jìn)氣管和進(jìn)水管均貫穿上剪切盒，所述進(jìn)氣管連通熱空氣發(fā)生裝置，所述進(jìn)水管連通水泵，所述下剪切盒內(nèi)通過水泵和熱空氣發(fā)生裝置的作用實(shí)現(xiàn)干濕循環(huán)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)干濕循環(huán)和動力擾動的軟巖剪切流變儀，其特征在于，所述上剪切盒的上部開凹槽，所述水箱設(shè)在凹槽內(nèi)，所述水箱上方設(shè)有金屬蓋板，所述水箱的底部開有透水孔，所述下剪切盒的一側(cè)連接位移測量系統(tǒng)與拉壓力測量系統(tǒng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)干濕循環(huán)和動力擾動的軟巖剪切流變儀，其特征在于，所述切向加壓系統(tǒng)包括桿件和滑輪系統(tǒng)，所述桿件包括一橫桿和一豎桿，所述橫桿的一端與下剪切盒固接，橫桿的另一端與豎桿固接，所述豎桿連接滑輪系統(tǒng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)干濕循環(huán)和動力擾動的軟巖剪切流變儀，其特征在于，所述滑輪系統(tǒng)包括五個定滑輪，所述定滑輪包括中心軸和繞中心軸旋轉(zhuǎn)的柔索，所述平臺的一側(cè)設(shè)有與定滑輪數(shù)量相一致的導(dǎo)線支座，所述導(dǎo)線支座能移動，所述平臺的邊緣開有與定滑輪數(shù)量相一致的滑輪凹槽，所述中心軸設(shè)在滑輪凹槽內(nèi)，所述柔索的一側(cè)穿過導(dǎo)線支座連接豎桿，所述柔索的另一側(cè)懸掛砝碼。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)干濕循環(huán)和動力擾動的軟巖剪切流變儀，其特征在于，所述橫桿與豎桿相互垂直，并焊接為一體。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)干濕循環(huán)和動力擾動的軟巖剪切流變儀，其特征在于，所述法向加壓系統(tǒng)包括第一力臂、第二力臂系、固定桿和支點(diǎn)支架，所述支點(diǎn)支架設(shè)在平臺上，所述固定桿設(shè)在支點(diǎn)支架的上方，所述固定桿的一側(cè)固接第一力臂，另一側(cè)固接第二力臂系，所述第二力臂系包括五個第二力臂，五個第二力臂對稱設(shè)置，所述第一力臂和第二力臂的力臂長度比為1:5，所述平臺的一側(cè)邊緣設(shè)有固定支架，所述固定支架的數(shù)量與第二力臂的數(shù)量相一致，所述固定支架的高度與支點(diǎn)支架的高度相適配，所述固定支架的上方均固接一定滑輪的中心軸，所述繞中心軸旋轉(zhuǎn)的柔索一側(cè)連接第二力臂，另一側(cè)懸掛砝碼，所述第一力臂固接剛性傳遞桿，所述剛性傳遞桿安裝在水箱上，所述剛性傳遞桿和水箱依次將所述法向加壓系統(tǒng)產(chǎn)生的預(yù)設(shè)應(yīng)力傳遞到所述剪切流變單元的法向上。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)干濕循環(huán)和動力擾動的軟巖剪切流變儀，其特征在于，所述位移測量系統(tǒng)為拉線位移傳感器系統(tǒng)，所述拉壓力測量系統(tǒng)為應(yīng)變式拉壓力傳感系統(tǒng)，所述位移測量系統(tǒng)和拉壓力測量系統(tǒng)均通過拉繩連接剪切流變單元，所述位移測量系統(tǒng)和拉壓力測量系統(tǒng)的殼體均為硬質(zhì)鋁合金材質(zhì)，所述位移測量系統(tǒng)和拉壓力測量系統(tǒng)的線纜接頭采用高檔防水航空接頭，所述拉繩采用表面包裹特氟龍材質(zhì)的鋼纜。