[發(fā)明專利]一種對(duì)頂夾持結(jié)構(gòu)的巖石結(jié)構(gòu)面循環(huán)剪切裝置及試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110087139.4
• 申請(qǐng)日: 2021-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN112697579B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔臻;盛謙;張茂礎(chǔ);梅賢丞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01N3/04
• 分類號(hào): G01N3/04;G01N3/24;G01N3/36
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所(普通合伙) 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

本發(fā)明公開了一種對(duì)頂夾持結(jié)構(gòu)的巖石結(jié)構(gòu)面循環(huán)剪切裝置，包括上剪切盒和下剪切盒，還包括對(duì)稱設(shè)置在上剪切盒兩側(cè)的上部正向剪切加載千斤頂和上部負(fù)向剪切加載千斤頂，還包括對(duì)稱設(shè)置在下剪切盒兩側(cè)的下部正向剪切加載千斤頂和下部負(fù)向剪切加載千斤頂，法向加載伺服千斤頂?shù)纳炜s端設(shè)置有法向力傳感器且與上剪切盒頂部相抵。本發(fā)明還公開了一種對(duì)頂夾持結(jié)構(gòu)的巖石結(jié)構(gòu)面循環(huán)剪切試驗(yàn)方法，可以保持在循環(huán)實(shí)驗(yàn)中至始至終使得試樣保持緊固狀態(tài)，避免剪切試件在循環(huán)剪切中在剪切盒中晃動(dòng)，提高試驗(yàn)精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程、水利水電工程、新能源工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)頂夾持結(jié)構(gòu)的巖石結(jié)構(gòu)面循環(huán)剪切裝置，還涉及一種對(duì)頂夾持結(jié)構(gòu)的巖石結(jié)構(gòu)面循環(huán)剪切試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

巖體結(jié)構(gòu)面剪切特性對(duì)于邊坡工程、隧道工程等巖土工程的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)至關(guān)重要，同時(shí)，巖體結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度參數(shù)是進(jìn)行滑坡、隧道軟巖大變形等地質(zhì)災(zāi)害或工程病害預(yù)測(cè)和防治的關(guān)鍵指標(biāo)。在結(jié)構(gòu)面切向進(jìn)行剪切，即直接剪切(直剪)是一種最常用的測(cè)定巖體結(jié)構(gòu)面的試驗(yàn)手段，得到了廣泛的應(yīng)用。進(jìn)一步地，有相當(dāng)多的工況需要測(cè)定巖體結(jié)構(gòu)面在循環(huán)剪切條件下的剪切力學(xué)特性，諸如：地震作用、水庫(kù)頻繁放水蓄水、地下采礦后的回填等。因此研發(fā)合適的結(jié)構(gòu)面循環(huán)剪切試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法非常重要。

在常規(guī)的結(jié)構(gòu)面循環(huán)試驗(yàn)中，首先分別嚴(yán)格按照剪切盒的尺寸制作結(jié)構(gòu)面試樣，并將上下盤結(jié)構(gòu)面試樣分別安裝在上下剪切盒中，剪切盒盡可能緊密包裹住結(jié)構(gòu)面，避免結(jié)構(gòu)面在循環(huán)剪切中在剪切盒中晃動(dòng)。

但在實(shí)踐過程中結(jié)構(gòu)面試樣不可避免的因?yàn)橹谱鞯墓睿荒茏龅脚c剪切盒緊密配合，因此剪切過程中多有晃動(dòng)，為了避免這一問題，一些設(shè)計(jì)中，對(duì)剪切盒采用了特殊設(shè)計(jì)，使得在安裝試件時(shí)，剪切盒可以?shī)A緊試件，典型例子如(鄭博文等，用于測(cè)試巖體結(jié)構(gòu)面循環(huán)剪切特性的剪切盒，申請(qǐng)公布號(hào)CN 110411822A)

這種設(shè)計(jì)解決了試驗(yàn)剛開始時(shí)，結(jié)構(gòu)面試樣因?yàn)橹谱鞴钤诩羟泻兄械幕蝿?dòng)問題，但在循環(huán)剪切過程中，試樣因?yàn)閬碜约羟泻械膫?cè)向剪切力的壓縮作用，將不可避免的產(chǎn)生側(cè)向的變形，使得即使在試驗(yàn)前緊固了試樣，在經(jīng)過多次循環(huán)后，試樣仍舊因?yàn)楫a(chǎn)生了側(cè)向變形(被側(cè)向壓短了)，在剪切盒中晃動(dòng)，從而影響了試驗(yàn)精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種對(duì)頂夾持結(jié)構(gòu)的巖石結(jié)構(gòu)面循環(huán)剪切裝置，還提供一種對(duì)頂夾持結(jié)構(gòu)的巖石結(jié)構(gòu)面循環(huán)剪切試驗(yàn)方法，可以保持在循環(huán)實(shí)驗(yàn)中至始至終使得試樣保持緊固狀態(tài)，提高試驗(yàn)精度。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種對(duì)頂夾持結(jié)構(gòu)的巖石結(jié)構(gòu)面循環(huán)剪切裝置，包括上剪切盒和下剪切盒，還包括對(duì)稱設(shè)置在上剪切盒兩側(cè)的上部正向剪切加載千斤頂和上部負(fù)向剪切加載千斤頂，還包括對(duì)稱設(shè)置在下剪切盒兩側(cè)的下部正向剪切加載千斤頂和下部負(fù)向剪切加載千斤頂，

上部正向剪切加載千斤頂?shù)纳炜s端設(shè)置有上部正向剪切力傳感器且與第一上部滾軸支承的連接部連接，第一上部滾軸支承的滾軸部與上剪切盒一側(cè)相抵；上部負(fù)向剪切加載千斤頂?shù)纳炜s端設(shè)置有上部負(fù)向剪切力傳感器且與第二上部滾軸支承的連接部連接，第二上部滾軸支承的滾軸部與上剪切盒另一對(duì)側(cè)相抵；

下部正向剪切加載千斤頂?shù)纳炜s端設(shè)置有下部正向剪切力傳感器且與下剪切盒一側(cè)相抵；下部負(fù)向剪切加載千斤頂?shù)纳炜s端設(shè)置有下部負(fù)向剪切力傳感器且與下剪切盒另一對(duì)側(cè)相抵，

法向加載伺服千斤頂?shù)纳炜s端設(shè)置有法向力傳感器且與上剪切盒頂部相抵。

一種對(duì)頂夾持結(jié)構(gòu)的巖石結(jié)構(gòu)面循環(huán)剪切裝置，還包括測(cè)量下剪切盒的剪切向位移的剪切向位移傳感器，還包括測(cè)量上剪切盒的法向位移的法向位移傳感器。

如上所述的下剪切盒與地面之間設(shè)置有水平向滾軸支承。