[發明專利]用于高能加速器CT掃描的巖體剪切試驗系統

有效

• 申請號: 202011256870.7
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112414870B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 祁生文;鄭博文;黃曉林;郭松峰;梁寧;鄒宇;羅光明;張路青;趙海軍;薛雷;李志清;郭捷;姜立波;王鑫
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/06;G01N3/02;G01N23/046
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

1.一種用于高能加速器CT掃描的巖體剪切試驗系統，其特征在于，該試驗系統包括用于容納巖體試樣的剪切盒、用于對所述剪切盒支撐的承載裝置和剪切加載裝置；所述剪切盒包括靜剪切盒和動剪切盒，所述靜剪切盒與所述動剪切盒左右相對設置；所述靜剪切盒包括第一矩形框架，所述動剪切盒包括第二矩形框架，所述第二矩形框架與所述第一矩形框架相對設置；

所述承載裝置包括第一承載裝置和第二承載裝置，所述第一承載裝置設置于所述靜剪切盒的外側，所述第一矩形框架固設于所述第一承載裝置的內側，且所述第一承載裝置與所述第一矩形框架構成右開口的左半容納腔；所述第二承載裝置設置于所述動剪切盒的外側，所述第二矩形框架固設于所述第二承載裝置的內側，所述第二承載裝置具有延伸至所述第二矩形邊框內部的凸起結構，所述第二承載裝置與所述第二矩形框架構成左開口的右半容納腔；

所述剪切加載裝置包括水平加載裝置和法向加載裝置，所述水平加載裝置包括第一水平加載裝置和第二水平加載裝置；所述第一水平加載裝置包括第一水平加載框架和第一水平加載油缸，所述第一水平加載框架具有第一矩形通孔，所述第一承載裝置的上部側面與所述第一矩形通孔的左側壁連接；所述第一水平加載油缸與所述第一矩形通孔的右側壁連接，并在液壓力的作用下可對所述第二承載裝置施加第一水平加載力；所述第二水平加載裝置包括第二水平加載框架和第二水平加載油缸，所述第二水平加載框架具有第二矩形通孔，所述第一承載裝置的中部側面與所述第二矩形通孔的左側壁連接；所述第二水平加載油缸與所述第二矩形通孔的右側壁連接，并在液壓力的作用下可對所述第二承載裝置施加第二水平加載力；所述法向加載裝置設置于所述第二矩形框架的下方，且所述法向加載裝置的活動端與所述第二矩形框架接觸設置；

在剪切過程中，所述第一水平加載油缸與所述第二水平加載油缸通過所述第二承載裝置對巖體試樣施加水平加載力，所述法向加載裝置在驅動力的作用下頂壓所述第二矩形框架、所述第二承載裝置以及設置于所述第二矩形框架內部的巖體試樣相對設置在所述第一矩形框架內部的巖體試樣向上運動，以進行巖體試樣的剪切試驗；

該試驗系統還包括高能加速器CT掃描系統和旋轉裝置，所述高能加速器CT掃描系統包括射線源裝置和探測器裝置，所述射線源裝置和所述探測器裝置分別設置于巖體試樣的兩側，用于檢測巖體試樣在剪切試驗中裂紋萌生、起裂、擴展和貫通的漸進破壞過程；所述射線源裝置的高度為h，所述第一水平加載油缸的高度為h1，所述第二水平加載油缸的高度為h2，；所述旋轉裝置設置于所述承載裝置、所述法向加載裝置的下方，所述旋轉裝置可在旋轉動力裝置的驅動下帶動加載裝置、承載裝置連同剪切盒旋轉，并與所述高能加速器CT掃描系統配合進而精確獲取巖體剪切漸進破壞過程中的裂紋產生、發展的時間和空間信息。

2.根據權利要求1所述的用于高能加速器CT掃描的巖體剪切試驗系統，其特征在于，所述第一水平加載油缸包括第一活塞組件和第一缸體組件，所述第一活塞組件遠離所述第二承載裝置的一端固設于所述第一水平加載框架，另一端設置于所述第一缸體組件內部，且所述第一活塞組件與所述第一缸體組件之間設置有第一加載腔，所述第一加載腔可通過液壓油的注入/回流控制所述第一缸體組件對所述第二承載裝置的加載力；所述第一缸體組件遠離所述第一活塞組件的端部設置有第一靜壓支撐腔，所述第一靜壓支撐腔可通過液壓油的注入/回流控制所述第一缸體組件對所述第二承載裝置的加載力并降低加載過程中由于所述第二承載裝置在豎直方向的運動而在二者之間產生的摩擦力；

所述第一靜壓支撐腔遠離所述第二承載裝置的一側到所述第一活塞組件的距離小于所述第一缸體組件遠離所述第一活塞組件的一側到所述第一活塞組件的距離；

所述第一缸體組件的兩側設置有第一豎直限位裝置和第二豎直限位裝置，所述第一豎直限位裝置與所述第二豎直限位裝置相對于所述第一缸體組件的長度軸線對稱設置；所述第一豎直限位裝置與所述第二豎直限位裝置固設于所述第二承載裝置上部且所述第一豎直限位裝置、所述第二豎直限位裝置與所述第一缸體組件接觸設置。