[發明專利]組合框架式加錨裂隙巖體壓-剪試驗裝置及其應用方法

在審

• 申請號: 202010922966.6
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111855430A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 鄭路;吳學震;周元錦;蔣宇靜
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01N3/12
• 分類號: G01N3/12;G01N3/24;G01N3/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 吳志龍;蔡學俊

1.組合框架式加錨裂隙巖體壓-剪試驗裝置，其特征在于，包括加錨裂隙巖體試件，向加錨裂隙巖體試件正側施加壓力的軸向壓力施加系統、向對加錨裂隙巖體試件側向施加壓力的剪切力施加系統及用于限位加錨裂隙巖體試件及支撐軸向壓力施加系統及剪切力施加系統的組合框架。

2.根據權利要求1所述的組合框架式加錨裂隙巖體壓-剪試驗裝置，其特征在于，所述剪切力施加系統，包括固定于組合框架上的剪切液壓油缸、用于提供剪切液壓油缸提供液壓油的剪切力伺服油源、剪切液壓油缸端部固定有加載墊塊；所述軸向壓力施加系統，包括固定于組合框架上的軸向液壓油缸、用于給液壓油缸提供液壓油的軸向壓力伺服油源、軸向液壓油缸的伸縮端固定有加載墊塊。

3.根據權利要求2所述的組合框架式加錨裂隙巖體壓-剪試驗裝置，其特征在于，組合框架包括底層組合框架、包覆加錨裂隙巖體試件后部外周的固定框架、豎向用于固定剪切液壓油缸的剪切加載反力框架、豎向用于固定軸向液壓油缸的軸向壓力加載反力框架。

4.根據權利要求3所述的組合框架式加錨裂隙巖體壓-剪試驗裝置，其特征在于，所述底層組合框架為位于加錨裂隙巖體試塊底部水平方框單元組合面；

所述固定框架包括位于加錨裂隙巖體試塊兩側后部及后側的豎向方框單元組合面以及位于加錨裂隙巖體試塊頂部的水平方框單元組合面，相鄰豎向方框單元組合面螺栓連接，所述水平方框單元組合面與豎向方框單元組合面螺栓連接，豎向方框單元組合面下側固定底層組合框架；

所述剪切加載反力框架及軸向壓力加載反力框架為豎向固定于底層組合框架上的豎向方框單元組合面。

5.根據權利要求4所述的組合框架式加錨裂隙巖體壓-剪試驗裝置，其特征在于，所述的加錨裂隙巖體試塊固定框架的頂部及底層組合框架與加錨裂隙巖體接觸面固定有滾珠減摩板。

6.根據權利要求4所述的組合框架式加錨裂隙巖體壓-剪試驗裝置，其特征在于，所述的固定框架包裹有圍壓框架，所述圍壓框架包括位于加錨裂隙巖體試塊前側頂部的豎向圍壓加載反力框架及位于加錨裂隙巖體試件前側前部及前側左右兩部的水平圍壓加載反力框架，所述豎向圍壓加載反力框架通過連接螺栓與固定框架的水平方框單元組合面固定連接；相鄰所述水平圍壓加載反力框架之間通過螺栓連接形成U形框架，所述豎向圍壓加載反力框架的下表面固定有滾珠減摩板，所述加錨裂隙巖體試件兩側與圍壓框架之間，及加錨裂隙巖體試件頂部及底部與滾珠減摩板之間固定有液壓墊，液壓墊由液壓油源用于給液壓墊提供油壓。

7.根據權利要求5或6所述的組合框架式加錨裂隙巖體壓-剪試驗裝置，其特征在于，所述的滾珠減摩板朝向加錨裂隙巖體表面具有能轉動的滾珠以減小加錨裂隙巖體試件與底層組合框架及加錨裂隙巖體試塊固定框架的摩擦力。

8.據權利要求6所述的組合框架式加錨裂隙巖體壓-剪試驗裝置，其特征在于，所述豎向方框單元組合面、水平方框單元組合面、豎向圍壓加載反力框架及水平圍壓加載反力框架為鋼質方框單元組合固定而成，所述鋼質方框單元為一側具有開口的立方盒體，鋼質方框單元的五個面均預留螺栓孔，左右相鄰的鋼質方框單元等同立面通過螺栓固定；前后相鄰一列鋼質方框單底面通過貫穿的螺栓固定連接。

9.根據權利要求1～5任一所述的組合框架式加錨裂隙巖體壓-剪試驗裝置，其特征在于，所述加錨裂隙巖體試件包括錨桿和兩個并排的混凝土/巖塊；所述的錨桿不少于一根；兩個并排的混凝土/巖塊設置有貫穿通孔，用于安裝錨桿；錨桿通過砂漿或者樹脂錨固劑固定在混凝土/巖塊的鉆孔內；加錨裂隙巖體試件中的錨桿兩側均不伸出混凝土/巖塊外部。

10.一種組合框架式加錨裂隙巖體壓-剪試驗裝置的應用方法，其特征在于，利用如權利要求1～5任一所述的組合框架式加錨裂隙巖體壓-剪試驗裝置，包括如下步驟：

（1）根據加錨裂隙巖體試件尺寸組裝組合框架，使二者尺寸匹配；然后安裝剪切力施加系統、軸向壓力施加系統和加錨裂隙巖體試件；

（2）通過軸向壓力施加系統對加錨裂隙巖體試件兩端施加水平壓力至設計值；

（3）通過剪切力施加系統的剪切力伺服油源控制液壓油缸對加錨裂隙巖體試件施加壓力，至剪切位移達到設計值后，停止加載，過程中記錄加載過程中加錨裂隙巖體試件的剪切力及剪切變形情況；

（4）然后收回剪切力施加系統的液壓油缸，釋放軸向壓力施加系統壓力，拆解組合框架式加錨裂隙巖體壓-剪試驗裝置取出試件，結束試驗。