[實用新型]一種圓柱形巖石試樣直剪裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820367883.3
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN207964511U
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設計）人: 李小鵬;張朝鵬;張茹;任利;高明忠;劉洋;張澤天;賈哲強;查爾晟;覃黎;謝晶
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/04
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

本實用新型公開了一種圓柱形巖石試樣直剪裝置，圓柱形巖石試樣直剪裝置包括操作箱，操作箱對稱的兩側壁上分別設置有第一水平載荷桿和第二水平載荷桿，操作箱的上端設置有豎向載荷桿，操作箱的下端設置有操作臺，操作臺上與豎向載荷桿相對應的位置處設置有基座；將制備好的標準圓柱形巖石試樣放置于操作箱內，并通過上托墊塊、下壓墊塊和球形壓頭施加載荷，直到試樣被破壞，本實用新型克服了現有結構只能開展方形試樣直剪試驗的不足，且改善了豎向荷載施力不均勻的不足。

技術領域

本實用新型涉及巖土工程技術領域，具體涉及一種圓柱形巖石試樣直剪裝置。

背景技術

在礦山開采、核廢料處置、水利水電、隧道、邊坡等地下工程中，裂隙巖體是經常遇到的一類復雜巖體，它的強度和變形等特征，直接關系到工程設計、施工和運營穩(wěn)定性，而且這些特性具有顯著的時間相關性。巖體滑坡、圍巖坍塌、地下工程失穩(wěn)等巖體工程事故發(fā)生的主要原因就是裂隙巖體抗剪強度不足，發(fā)生剪切破壞。因此開展對裂隙巖體剪切特性的試驗研究，對于整個巖體工程的長期穩(wěn)定性具有重要的指導意義。

巖石剪切試驗機TEST60，由美國MTS公司生產，油源等關鍵部件都是MTS公司進口，系統(tǒng)框架為國內加工。主要用于巖石本身、混凝土本身、混凝土與巖石接觸面以及巖體軟弱結構面等抗剪(斷)試驗；還能實現巖石單軸抗壓/抗拉試驗；可以測繪出試件的垂直載荷-變形關系曲線、水平載荷-變形關系曲線、垂直變形-水平變形關系曲線。主要技術參數為：雙向加載，軸向100t(1000KN)，水平荷載250t(2500KN)，主要用于方形試件剪切試驗和雙向加載試驗；巖石、結構面動力荷載下剪切試驗，頻率最大5Hz；試件最大尺寸200mm。

現有設備存在的問題：由于巖石剪切試驗機TEST60與試樣在豎向和水平加載方向上均是平直面接觸，故只能開展針對方形試樣的直剪試驗。而巖石力學測試中最常用的試樣則是圓柱形標準試樣，對該試樣的直剪試驗具有較大需求，而現有的設備難以滿足這種需求，且現有豎向加載壓頭與試樣墊塊是剛性接觸，很容易產生豎向的偏應力，使測試巖石正應力分布不均，造成一定的直剪測試結果的偏差，給巖石直剪試驗帶來了較大的不便。

因此針對目前巖石直剪測試僅能開展方形或者圓柱形試樣剪切試驗的現狀，現在為巖石剪切實驗機TEST60設計一種圓柱形墊塊，從而在能開展方形試樣直剪試驗的基礎上，也能開展圓柱形試樣的直剪試驗，最終實現方形和圓柱形巖石試樣的直剪測試，且對豎向壓頭進行球型壓頭的加裝改造，獲得分布均勻的正應力。

實用新型內容

本實用新型針對現有技術的上述不足，提供了一種能實現圓柱形巖石試樣直剪的圓柱形巖石試樣直剪裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型采用了下列技術方案：

提供了一種圓柱形巖石試樣直剪裝置，其包括操作箱，操作箱對稱的兩側壁上分別設置有第一水平載荷桿和第二水平載荷桿，操作箱的上端設置有豎向載荷桿，操作箱的下端設置有操作臺，操作臺上與豎向載荷桿相對應的位置處設置有基座；

第一水平載荷桿包括設置于操作箱上的第一推桿，第一推桿與第一水平基座連接，第一水平基座的前端通過墊塊安裝孔與上托墊塊連接，上托墊塊的中部設置有圓形托塊，第一水平基座和上托墊塊的中部對應位置處設置有對中標識線；

第二水平載荷桿包括設置于操作箱上的第二推桿，第二推桿與第二水平基座連接，第二水平基座的前端通過墊塊安裝孔與下壓墊塊連接，下壓墊塊的中部設置有圓形壓塊，第二水平基座和下壓墊塊的中部對應位置處設置有對中標識線；

豎向載荷桿包括貫穿操作箱設置的豎向推桿，豎向推桿與壓座連接，壓座的下端嵌設有球形壓頭，球形壓頭的下側邊緣通過連接彈簧與壓座外側壁連接；豎向推桿與壓座通過連接桿連接，連接桿上套設有環(huán)形墊片。

上述方案中，優(yōu)選的，上托墊塊位于圓形托塊的上側的位置處開設有上部凹槽。