[發明專利]一種巖石結構面高頻擾動剪切試驗裝置

在審

• 申請號: 201911333897.9
• 申請日: 2019-12-23
• 公開（公告）號: CN111307616A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 張傳慶;李玲玉;周輝;孟祥旭;崔國建;胡大偉;高陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所;青島乾坤興智能科技有限公司
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/34;G01N3/36
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

本發明屬于巖體工程技術領域，公開了一種巖石結構面高頻擾動剪切試驗裝置，包括：主框架、滑動載臺、下剪切盒、上剪切盒、上剪切盒固定架、法向加載機構、左切向加載機構、右切向加載機構以及擺錘機構；滑動載臺可滑動地設置在所述主框架內，下剪切盒固定在滑動載臺上；上剪切盒通過上剪切盒固定架固定在主框架內，法向加載機構固定在主框架上且位于上剪切盒上方；左切向加載機構和右切向加載機構相對固定在主框架上，且位于下剪切盒兩側；擺錘機構設置在下剪切盒一側，且主框架上設置有用于向下剪切盒傳遞沖擊作用的沖擊頭。本發明提供的裝置能夠準確模擬巖石結構面在高頻擾動下剪切的實際情況。

技術領域

本發明涉及巖體工程技術領域，特別涉及一種巖石結構面高頻擾動剪切試驗裝置。

背景技術

由于巖體中節理、裂隙等結構面普遍存在，巖體的穩定性很大程度上取決于結構面的剪切穩定性。巖體工程開挖和運行過程中，爆炸(破)、地震等動荷載、開挖卸荷等靜荷載變化、開挖造成結構面法向剛度改變是引起巖體結構面剪切破壞的三個重要外在因素。工程中，巖體結構面常常處于一定荷載環境中，保持穩定或亞穩定狀態，而各種擾動因素的作用將改變這種狀態，特別是距離較近的動力沖擊荷載作用，很容易引起剪切破壞進而導致工程災害，因此，研究結構面卸荷、法向剛度改變、動力擾動或者沖擊等作用下的力學響應特征與規律、剪切破壞機制與強度特性是準確分析與控制巖體穩定性的重要基礎。大多數直剪試驗設備僅能開展靜態或動態試驗，即僅具有法向單一加載系統，切向單一加載系統，且無法模擬切向沖擊荷載作用，不能模擬現場復雜應力條件及其變化，限制了巖石結構面力學特性及破壞機制的準確認知。

發明內容

本發明提供一種巖石結構面高頻擾動剪切試驗裝置，達到準確模擬巖石結構面在高頻擾動下剪切的實際情況，便于直接收集和研究低剪切加載速率和高剪切加載速率往復剪切下的巖石結構面力學參數、破壞機制的技術效果。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種巖石結構面高頻擾動剪切試驗裝置，包括：主框架、滑動載臺、下剪切盒、上剪切盒、上剪切盒固定架、法向加載機構、左切向加載機構、右切向加載機構以及擺錘機構；

所述滑動載臺可滑動地設置在所述主框架內，所述下剪切盒固定在所述滑動載臺上；

所述上剪切盒通過所述上剪切盒固定架固定在所述主框架內，所述法向加載機構固定在所述主框架上且位于所述上剪切盒上方；

所述左切向加載機構和所述右切向加載機構相對固定在所述主框架上，且位于所述下剪切盒兩側；

所述擺錘機構設置在所述下剪切盒一側，且所述主框架上設置有用于向所述下剪切盒傳遞沖擊作用的沖擊頭。

進一步地，所述主框架包括：箱型框架；

所述箱型框架相對的第一側壁和第二側壁上開設有操作窗口；

所述箱型框架相對的第三側壁和第四側壁分別作為所述左切向加載機構和右切向加載機構的固定部；

所述箱型框架的頂壁作為所述法向加載機構的固定部；

所述箱型框架的底壁作為所述滑動載臺的支撐部。

進一步地，所述滑動載臺包括：滑動組件以及載臺主體；

所述載臺主體通過所述滑動組件可滑動地固定在所述主框架內；

所述下剪切盒固定在所述載臺主體上。

進一步地，所述滑動組件包括：導向滑軌以及設置在所述導向滑軌上的滑塊；

所述導向滑軌固定在所述主框架上，所述載臺主體固定在所述滑塊上。

進一步地，所述上剪切盒固定架包括：左伸縮夾持架和右伸縮夾持架；

所述左伸縮夾持架和所述右伸縮夾持架相對設置在所述主框架上；