[發明專利]多方向巖石往復剪切-溫度耦合及聲學測試系統

有效

• 申請號: 202011058902.2
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112284927B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 胡明明;周輝;胡大偉;張傳慶;盧景景;高陽;徐福通;涂洪亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/36;G01N15/08;G01N29/14
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 狄宗祿

1.一種多方向巖石往復剪切-溫度耦合及聲學測試系統，其特征在于：包括外反力框架(1)、內反力框架(2)和反力框架底座(3)；

所述外反力框架(1)固定在反力框架底座(3)上；所述內反力框架(2)與反力框架底座(3)活動連接、且與所述外反力框架(1)相配合；有剪切盒(77)設置在所述內反力框架(2)內部；

多場耦合試驗系統還包括超聲波測試系統(81)、聲發射測試系統(82)、溫度測試系統(83)；

所述超聲波測試系統(81)、聲發射測試系統(82)、溫度測試系統(83)均安裝在剪切盒(77)上；

所述外反力框架(1)為一端開口的方體結構，所述外反力框架(1)上設有x方向通孔(78)；

所述內反力框架(2)為方體結構，所述內反力框架(2)上設有y方向通孔(79)；

所述反力框架底座(3)為凹形結構；

所述外反力框架(1)開口向下固定在所述反力框架底座(3)上方、且與所述反力框架底座(3)兩側固定連接；

所述內反力框架(2)通過x方向滑軌(80)與所述反力框架底座(3)上端面滑動連接；所述內反力框架(2)通過x方向通孔(78)滑入所述外反力框架(1)、且與所述外反力框架(1)相配合；

有第一應力加載系統(71)、第一應力測量系統(72)和第一位移測量系統(73)布置于所述內反力框架(2)內部；

有第二應力加載系統(74)、第二應力測量系統(75)和第二位移測量系統(76)布置于所述外反力框架(1)內部；

具體的多方向巖石往復剪切-溫度耦合及聲學測試系統的試驗測試方案根據實驗需求進行自由組合：

當研究不同溫度條件下剪切過程中的熱固耦合特性時，則只打開溫度控制系統，進行不同溫度下的一維方向往復循環剪切試驗或多方向往復循環剪切試驗；

當研究剪切過程中的聲發射特性時，則只打開聲發射測試系統，進行一維方向往復循環剪切試驗或多方向往復循環剪切試驗；

當研究超聲波條件下剪切過程中的耦合特性時，則只打開超聲波測試系統，進行超聲波條件下的一維方向往復循環剪切試驗或多方向往復循環剪切試驗；

當研究不同溫度下的聲發射、超聲波特性時，則打開溫度控制系統、聲發射測試系統、超聲波測試系統，進行一維方向往復循環剪切試驗或多方向往復循環剪切試驗；

所述剪切盒(77)包括上剪切盒(22)和下剪切盒(37)；所述下剪切盒(37)位于x方向滑動輥組(15)上；

有下剪切盒外卡槽(38)設置于所述下剪切盒(37)上；所述下剪切盒(37)通過下剪切盒外卡槽(38)和y方向滑動輥組(14)與y方向滑塊支座(5)連接；y方向滑塊支座(5)固定在所述內反力框架(2)內側底部；

所述第一應力加載系統(71)包括垂直加載缸(25)、x方向左上加載缸(21)、x方向左下加載缸(19)、x方向右上加載缸(9)和x方向左下加載缸(6)；

所述第一應力測量系統(72)包括垂直加載力傳感器(24)、x方向左上力傳感器(20)、x方向左下力傳感器(17)、x方向右上力傳感器(10)和x方向左下力傳感器(8)；

所述第一位移測量系統(73)包括垂直向位移傳感器(12)、x方向左側位移傳感器(18)、x方向左側位移傳感器支桿(16)、x方向右側位移傳感器(7)和x方向右側位移傳感器支桿(4)；

x方向左側位移傳感器(18)通過x方向左側位移傳感器支桿(16)安裝在所述下剪切盒(37)的左側；

x方向右側位移傳感器(7)通過x方向右側位移傳感器支桿(4)安裝在所述下剪切盒(37)的右側；

第二應力加載系統(74)包括y方向右下加載缸(26)、y方向右上加載缸(27)、y方向左下加載油缸(34)、y方向左上加載油缸(35)；

第二應力測量系統(75)包括y方向右下力傳感器(29)、y方向右上力傳感器(30)、y方向左下力傳感器(32)、y方向左上力傳感器(33)；

第二位移測量系統(76)包括y方向右下位移傳感器(28和y方向左下位移傳感器(31)；

當內反力框架(2)滑入所述外反力框架(1)固定后，y方向左下力傳感器(32)、y方向左下加載油缸(34)、y方向右下加載缸(26)、y方向右下力傳感器(29)分別布置在所述下剪切盒(37)的兩側；

y方向右下位移傳感器(28)和y方向左下位移傳感器(31)分別布置在所述下剪切盒(37)的兩側、且位于y方向左下加載油缸(34)和y方向右下加載缸(26)下方；

y方向右下位移傳感器(28)垂直固定于所述外反力框架(1)的右側面；

y方向左下位移傳感器(31)垂直固定于所述外反力框架(1)的左側面；

y方向左上力傳感器(33)、y方向左上加載油缸(35)、y方向右上加載缸(27)和y方向右上力傳感器(30)分別布置在所述上剪切盒(22)的兩側；

y方向左下加載油缸(34)和y方向左上加載油缸(35)均垂直固定于所述外反力框架(1)左側面；

y方向右下加載缸(26)和y方向右上加載缸(27)均垂直固定于所述外反力框架(1)右側面。