[發明專利]一種用于模擬爆破作用的軟巖剪切盒

有效

• 申請號: 202010464837.7
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111504806B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 胡斌;馬利遙;常書祥;崔凱;魏二劍;王杰;李京;崔阿能;丁靜;湯琦;彭銳波
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/32;G01N3/02
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 江釗芳

本發明涉及一種用于模擬爆破作用的軟巖剪切盒，設有上剪切盒和下剪切盒，在剪切盒中心部位設有放置巖樣的空腔，上剪切盒內部設有卡盤鋼圈，上剪切盒周邊均布有6～10個扁柱形槽，爆破圓盤裝在扁柱形槽內，并以卡盤鋼圈為軸心在扁柱形槽內轉動，爆破圓盤上設有藥管孔用于安裝裝藥試管和管帽；下剪切盒榫接在滑動滾排上。本剪切盒結構科學合理，適合用于在室內進行模擬爆破作用下的軟巖剪切流變試驗，可更真實地模擬不同烈度炸藥，不同孔深、裝藥方式，不同炮孔傾角，不同爆破方位，微差爆破等爆破方式對巖樣剪切流變損傷的影響，試驗效率高和準確性好，試驗結果吻合真實情況。

技術領域

本發明涉及一種剪切盒，具體地說是涉及一種用于模擬爆破作用的軟巖剪切盒。

背景技術

隨著我國基礎設施和礦山建設的快速發展，在水電、鐵路、公路等工程建設中都會遇到很多含有軟弱夾層(軟巖)的高邊坡,軟弱夾層(軟巖)剪切流變變形及強度性質會直接影響到整個高邊坡的穩定性。如今，水電站建設、露天礦山的開采等工程越來越多地采用爆破技術進行邊坡施工，尤其露天礦作業常需要進行數年甚至數十年的爆破生產作業，爆破產生的振動作用增加了軟弱夾層的損傷程度，降低了邊坡穩定性。積年累月的爆破作業是導致露天礦山邊坡發生剪切流變破壞的主要原因之一。目前，采用室內試驗手段研究爆破振動對邊坡巖體的動力損傷作用有很多方法，如采用霍普金森桿裝置和沖擊錘等裝置。但是，在剪切流變試驗過程中，能夠用于真實模擬爆破作用，同時還可模擬變換爆破施工參數的剪切盒裝置鮮有報道。

一般現有的剪切盒作為一種試驗裝置主要存在以下問題：大多數剪切盒裝置只能單一模擬動力沖擊對巖樣的損傷，極少數剪切盒裝置可模擬剪切試驗過程中振動對巖體的損傷,但所模擬的爆破振動頻率和峰值振動速度等參數與實際相差較大，并且無法模擬變換爆破施工參數對巖樣剪切試驗的影響。主要體現在，現有模擬剪切試驗過程中爆破振動對巖體影響的剪切盒，無法真實模擬不同烈度炸藥爆炸時對巖樣剪切流變損傷的影響；無法真實模擬不同孔深、不同裝藥方式對巖樣剪切流變損傷的影響；無法真實模擬不同炮孔傾角對巖樣剪切流變損傷的影響；無法真實模擬不同爆破方位對巖樣剪切流變損傷的影響；無法真實模擬微差爆破等不同爆破方式對巖樣剪切流變損傷的影響。因此很有必要研發一種用于在室內能真實地模擬爆破作用對軟弱夾層(軟巖)剪切流變損傷影響的軟巖剪切盒。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述現有技術存在的不足,而提供一種結構科學合理，進行試驗時效率高和準確性好的用于模擬爆破作用的軟巖剪切盒，使用本剪切盒在室內就可以更真實地模擬不同烈度炸藥，不同孔深、不同裝藥方式，不同炮孔傾角，不同爆破方位，微差爆破等不同爆破方式對巖樣剪切流變損傷的影響。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：提供一種用于模擬爆破作用的軟巖剪切盒，至少包括上剪切盒、下剪切盒、法向加載墊塊和滑動滾排；所述的上剪切盒由上頂板和上剪切體用長螺釘連接構成，下剪切盒由下底板和下剪切體用長螺釘連接構成，上剪切盒和下剪切盒中心部位設有放置巖樣的空腔，巖樣上部設有法向加載墊塊，所述下剪切盒卡裝在滑動滾排上，滑動滾排整體為圓形，滑動滾排上設有圓孔，圓孔內放置有鋼滾珠；

所述的法向加載墊塊頂部四邊的中部各焊接一塊用于安裝法向位移傳感器的方形板；

所述的上剪切盒的上頂板與上剪切體交接部位設有一環形凹槽，環形凹槽環繞所述放置巖樣的空腔，環形凹槽用于放置卡盤鋼圈；

所述的上剪切盒周邊均布有6～10個扁柱形槽，每個扁柱形槽中放置1個爆破圓盤；爆破圓盤為開口的扁柱，每個爆破圓盤上均沿半徑開有一個圓柱形的藥管孔，爆破圓盤卡裝在卡盤鋼圈上，并以卡盤鋼圈為軸心在扁柱形槽內轉動；

所述的上剪切盒和下剪切盒外緣各設一個方形凹槽，兩個方形凹槽底平面平行于放置巖樣空腔的同一側壁面，且槽口方向相反，方形凹槽用于在進行剪切流變試驗時使剪切盒與加載壓頭緊密接觸，受力均勻；

所述的下剪切體底部外緣焊接兩個測量支架，兩個測量支架中心的連線垂直于剪切方向，測量支架用于安裝切向位移傳感器和爆破測振儀；