[發明專利]組合框架式加錨裂隙巖體拉-剪試驗裝置及其應用方法

在審

• 申請號: 202010923115.3
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111999185A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 吳學震;蔣宇靜;王剛;周元錦
• 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: 陳方淮;蔡學俊

1.組合框架式加錨裂隙巖體拉-剪試驗裝置，其特征在于：包括組合框架系統、剪切力施加系統、軸向拉力施加系統和加錨裂隙巖體試件，所述組合框架系統由鋼質方框單元排列組合固接而成，組合框架系統包括底層組合框架、加錨裂隙巖體試塊單側固定框架、剪切加載反力框架、軸向拉力加載反力框架。

2.根據權利要求1所述的組合框架式加錨裂隙巖體拉-剪試驗裝置，其特征在于：相鄰的鋼質方框單元間均通過螺栓固連在一起；所述鋼質方框單元均具有五個面，其中四周面是完全等同的，為等同立面，另一面為單底面；鋼質方框單元的五個面均開設螺栓孔，左右相鄰的等同立面通過短螺栓固定；前后相鄰的一列單底面通過一個長螺栓固定。

3.根據權利要求2所述的組合框架式加錨裂隙巖體拉-剪試驗裝置，其特征在于：所述加錨裂隙巖體試塊單側固定框架呈倒U型；所述軸向拉力加載反力框架包括兩面平行的方框單元，其中一面方框單元外預留長條形錨桿通過孔，另一面方框單元上開設供錨桿垂直穿過的通孔；所述加錨裂隙巖體試塊單側固定框架與加錨裂隙巖體試件均位于兩面方框單元之間。

4.根據權利要求1所述的組合框架式加錨裂隙巖體拉-剪試驗裝置，其特征在于：所述剪切力施加系統包括：液壓油缸、剪切力伺服油源、加載墊塊和減摩墊板；液壓油缸固設在剪切加載反力框架內側壁上，其輸出端通過加載墊塊與加錨裂隙巖體試件端面固連；減摩墊板放置在加錨裂隙巖體試件與底層組合框架之間。

5.根據權利要求1所述的組合框架式加錨裂隙巖體拉-剪試驗裝置，其特征在于：所述軸向拉力施加系統，包括錨桿拉拔儀和滾珠減摩板A；所述錨桿拉拔儀固設在軸向拉力加載反力框架外側；滾珠減摩板A置于錨桿拉拔儀和軸向拉力加載反力框架之間，錨桿的一端外露段穿過方框單元的通孔，并通過托盤和螺母固定，錨桿另一端穿出方框單元并通過錨桿拉拔儀對其進行拉拔。

6.根據權利要求1所述的組合框架式加錨裂隙巖體拉-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；所述錨桿至少一根；并通過兩個并排的混凝土/巖塊上設置的通孔貫穿串聯，加錨裂隙巖體試件中的錨桿兩側均伸出混凝土/巖塊。

7.根據權利要求1所述的組合框架式加錨裂隙巖體拉-剪試驗裝置，其特征在于：該組合框架式加錨裂隙巖體拉-剪試驗裝置還包括圍壓加載系統；所述的圍壓加載系統包括加錨裂隙巖體試件可移動側水平圍壓加載反力框架、加錨裂隙巖體試件可移動側豎向圍壓加載反力框架、多個液壓墊、滾珠減摩板B和液壓油源；所述加錨裂隙巖體試件可移動側水平圍壓加載反力框架是由鋼質方框單元通過螺栓固定形成的側向放置的U形框架；所述的加錨裂隙巖體試件可移動側豎向圍壓加載反力框架通過螺栓與加錨裂隙巖體試塊單側固定框架頂部平面相連；液壓墊置于加錨裂隙巖體試件與周圍各框架接觸的位置；滾珠減摩板B置于加錨裂隙巖體試件可移動側上表面。

8.根據權利要求5或7所述的組合框架式加錨裂隙巖體拉-剪試驗裝置，其特征在于：所述滾珠減摩板A與滾珠減摩板B結構一致，滾珠減摩板B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加錨裂隙巖體試件可移動側豎向圍壓加載反力框架間的摩擦力。

9.組合框架式加錨裂隙巖體拉-剪試驗裝置的工作方法，其特征在于，采用如權利要求1-8所述的任組合框架式加錨裂隙巖體拉-剪試驗裝置，并按以下步驟進行：S1: 根據加錨裂隙巖體試件尺寸組裝組合框架系統，使二者尺寸匹配；然后安裝剪切力施加系統、軸向拉力施加系統和加錨裂隙巖體試件；S2: 通過軸向拉力施加系統對加錨裂隙巖體試件兩端施加水平拉力至設計值；S3: 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自右側施加壓力，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；S4: 然后收回剪切力施加系統的液壓油缸，釋放軸向拉力施加系統拉力，拆解組合框架式加錨裂隙巖體拉-剪試驗裝置取出試件，結束試驗。