[發明專利]一種巖石真三軸應力狀態下剪切裝置

在審

• 申請號: 202011264829.4
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112198068A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 青克爾;郭玉寶;谷春華;陳云超;尹廷林;云峰;魏巍
• 申請（專利權）人: 中機試驗裝備股份有限公司
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02;G01N3/04
• 代理公司: 長春中科長光知識產權代理事務所(普通合伙) 22218
• 代理人: 高一明;郭婷

1.一種巖石真三軸應力狀態下剪切裝置，其特征在于，包括：對試樣施加預壓載荷的XZ軸加載組件(1)、對試樣施加剪切載荷的Y軸加載組件(2)；所述XZ軸加載組件(1)包括內部中空的XZ軸加載框架(1.1)、安裝在所述XZ軸加載框架(1.1)上相對設置的兩個X軸加載頭和相對設置的兩個Z軸加載頭，所述兩個X軸加載頭的作用力施加方向重合，所述兩個Z軸加載頭的作用力施加方向重合，所述兩個X軸加載頭和所述兩個Z軸加載頭的作用力施加方向位于同一平面且垂直；所述Y軸加載組件(2)包括分別與所述XZ軸加載組件(1)垂直設置的兩個Y軸加載頭，所述兩個Y軸加載頭的作用力施加方向平行，分別施加預壓載荷和施加剪切載荷。

2.如權利要求1所述的一種巖石真三軸應力狀態下剪切裝置，其特征在于，所述XZ軸加載框架(1.1)的內部中空為用于安裝試樣的加載空間；所述X軸加載頭、所述Y軸加載頭和所述Z軸加載頭均為球頭結構。

3.如權利要求1所述的一種巖石真三軸應力狀態下剪切裝置，其特征在于，還包括雙層滾排減摩組件(5)，所述雙層滾排減摩組件(5)包括分別在X、Y、Z三個方向的軸向滾排。

4.如權利要求1所述的一種巖石真三軸應力狀態下剪切裝置，其特征在于，XZ軸加載組件(1)包括：XZ軸加載框架(1.1)、伺服作動器(1.2)、高強度螺栓(1.3)、位移傳感器(1.4)、XZ軸力傳感器(1.5)、力傳感器過渡盤(1.6)、Z軸球頭-雙層滾排加載頭(1.7)、X軸球頭-雙層滾排加載頭(1.8)；所述XZ軸加載框架(1.1)為鑄造一體式框架；所述伺服作動器(1.2)通過所述高強度螺(1.3)固定在所述XZ軸加載框架(1.1)上，所述位移傳感器(1.4)同軸安裝到所述伺服作動器(1.2)上，所述XZ軸力傳感器(1.5)、所述力傳感器過渡盤(1.6)、所述Z軸球頭-雙層滾排加載頭(1.7)串聯安裝在所述Z軸伺服作動器(1.2)活塞桿前端；同樣地，相對于X軸，所述XZ軸力傳感器(1.5)、所述力傳感器過渡盤(1.6)、所述X軸球頭-雙層滾排加載頭(1.8)串聯安裝在所述X軸伺服作動器(1.2)活塞桿前端。

5.如權利要求2所述的一種巖石真三軸應力狀態下剪切裝置，其特征在于，Z軸球頭-雙層滾排加載頭(1.7)包括：Z軸壓頭座(1.7.1)、雙層滾排減摩組件(5)、Z軸拉伸彈簧掛鉤(1.7.2)、Z軸拉伸彈簧(1.7.3)、Z軸隔墊(1.7.4)、Z軸凹型球頭座(1.7.5)、Z軸凸型球頭座(1.7.6)、Z軸變截面壓頭(1.7.7)、Z軸支撐壓縮彈簧(1.7.8)、Z軸固定殼體(1.7.9)；Z軸壓頭座(1.7.1)與所述力傳感器過渡盤(1.6)連接，所述Z軸固定殼體(1.7.9)與Z軸壓頭座(1.7.1)連接，雙層滾排減摩組件(5)、Z軸凹型球頭座(1.7.5)和Z軸凸型球頭座(1.7.6)串聯安裝在Z軸固定殼體(1.7.9)內，串聯后的部分通過所述Z軸支撐壓縮彈簧(1.7.8)實現在所述Z軸固定殼體(1.7.9)內的浮動支撐；所述雙層滾排減摩組件(5)包括：X軸向滾排(5.1)和Y軸向滾排(5.2)；Z軸凹型球頭座(1.7.5)和Z軸凸型球頭座(1.7.6)配合球面沿著球心轉動使Z軸變截面壓頭(1.7.7)前端面與試樣完全貼合。