[發明專利]剪切盒、應力試驗方法及裝置

在審

• 申請號: 201810418203.0
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108318354A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 張傳慶;韓鋼;周輝;劉寧;史林肯;高陽;盧景景;宋桂紅;李華志
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所;中國電建集團華東勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王暉

本發明公開了剪切盒、應力試驗方法及裝置，涉及應力測量用剪切盒領域。本發明提供的剪切盒包括第一盒體、第二盒體、滑軌組件及墊片。第一盒體設置有第一腔室、第一滑槽及第二滑槽，第二盒體設置第二腔室、第一安裝槽及第二安裝槽，第二腔室貫通設置并與第一腔室連通。滑軌組件包括第一滑動件和第二滑動件，第一滑動件與第一滑槽滑動配合，第二滑動件與第二滑槽滑動配合。墊片設置于第二腔室并用于覆蓋第二腔室。本發明提供的剪切盒及應力試驗裝置。本發明提供的剪切盒、應力試驗方法及裝置能夠防止土樣或軟弱夾層在高法向壓力下，沿剪切盒的邊緣塑性擠出，導致試驗結果失真，而且該試驗裝置便于試樣的安裝和拆卸。

技術領域

本發明涉及應力測量用剪切盒領域，具體而言，涉及剪切盒、應力試驗方法及裝置。

背景技術

本部分旨在為權利要求書及具體實施方式中陳述的本發明的實施方式提供背景或上下文。此處的描述不因為包括在本部分中就承認是現有技術。

隨著經濟建設與國防建設的不斷發展，深部巖體工程越來越多。在深部工程巖體中，常見一種軟弱夾層，主要是一種硬土-軟巖類材料，其分布范圍廣、力學性質差，往往是控制地下工程圍巖體穩定性的主要因素。

軟弱夾層的抗剪強度參數是體現其力學性質的主要指標之一，工程實踐表明，深部土體的力學性質較淺部土體有顯著差異。目前，土力學試驗中常用直剪儀測定土體力學性質，得到的試驗結果力學指標明確，已經得到了廣泛的運用。但是，傳統土工直剪儀的上、下剪切盒之間直接接觸，在剪切過程中，無法克服較大的摩擦阻力；由于剪切盒四周沒有設置密封構件，當施加的法向力較大時，土會從剪切盒邊緣發生塑性擠出，進而影響試驗結果的準確性。目前，普通的巖石直剪儀能夠滿足深部土體對于高法向力的要求；但是，采用普通巖石直剪剪切盒進行深部土或含軟弱結構面巖石試樣在高法向壓力下的直剪試驗時，土試樣或軟弱夾層會發生很大的塑性變形，從剪切盒的邊緣擠出，導致試驗結果失真。為了防止這種塑型擠出，目前的處理方案主要是在上、下剪切盒之間加裝一條滑軌，該滑軌能防止土沿剪切盒邊緣塑型擠出。但是，該技術方案存在明顯的不足，一是法向力直接加載到上剪切盒上，在高法向壓力下，增大了上剪切盒與滑軌之間的摩擦力，帶來較大的測量誤差；二是在試驗過程中，滑軌與導槽之間極容易擠進泥、砂等小顆粒，導致滑軌卡死；三是現有的剪切盒在安裝、拆卸試樣時也比較麻煩，不便于提高試驗的效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種剪切盒，其具有結構簡單、使用方便、測量誤差小的特點，并能夠進行深部土在高壓力環境下的直剪試驗以及含軟弱結構面試樣在高法向壓力下的直剪試驗，可防止土樣或軟弱夾層在高法向壓力下，沿剪切盒的邊緣塑性擠出，導致試驗結果失真，而且該試驗裝置便于試樣的安裝和拆卸。

本發明的另一目的在于提供一種應力試驗方法，其能夠進行深部土在高壓力環境下的直剪試驗以及含軟弱結構面試樣在高法向壓力下的直剪試驗，可防止土樣或軟弱夾層在高法向壓力下，沿剪切盒的邊緣塑性擠出，導致試驗結果失真，而且該試驗裝置便于試樣的安裝和拆卸。

本發明的第三目的在于提供一種應力試驗裝置，其具有結構簡單、使用方便、測量誤差小的特點，并能夠進行深部土在高壓力環境下的直剪試驗以及含軟弱結構面試樣在高法向壓力下的直剪試驗，可防止土樣或軟弱夾層在高法向壓力下，沿剪切盒的邊緣塑性擠出，導致試驗結果失真，而且該試驗裝置便于試樣的安裝和拆卸。

本發明提供一種技術方案：