[發明專利]一種用于巖石動態直接剪切的試驗裝置

在審

• 申請號: 202110297134.4
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN112834325A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 徐穎;姚偉;夏開文;陳柄杞;陳榮
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02;G01N3/24;G01N3/307
• 代理公司: 北京勁創知識產權代理事務所(普通合伙) 11589
• 代理人: 王闖

本發明公開了一種用于巖石動態直接剪切的試驗裝置，撞擊桿安裝于發射筒內，氣缸的一端與發射筒連接且用于推動撞擊桿，整形器設于入射桿朝向發射筒的一端，應變片設于入射桿的側壁上，信號放大器的一端連接應變片，信號放大器的另一端連接示波器；雙軸機的四側均開設有相同大小的孔，相對的兩孔在同一條軸線上，且兩軸線互相垂直，四個壓桿分別通過對應的孔穿設于雙軸機且用于擠壓雙軸機內上下疊放的第一試樣和第二試樣，每一個壓桿與第一試樣、第二試樣之間均設有試樣加壓板，撞擊桿、入射桿及水平放置的兩個壓桿的軸線重合。該用于巖石動態直接剪切的試驗裝置的目的是解決如何準確確定巖石不連續性的動態剪切數據的問題。

技術領域

本發明屬于材料動態力學性能裝置技術領域，具體涉及一種用于巖石動態直接剪切的試驗裝置。

背景技術

天然巖體通常含有大量的裂隙和節理，這些裂隙和節理決定了巖體的變形和剪切特性。巖石節理(也稱為巖石不連續面)的剪切破壞對于巖石工程應用，如堅硬巖體的邊坡穩定性和地下開挖的頂板和側壁穩定性是非常重要的。同時，巖石間斷面的剪切強度的微小變化，也會導致結構的安全性發生較大的變化。因此，準確確定巖石不連續性的抗剪強度和剪切破壞機制至關重要。

有鑒于此，本領域技術人員亟需提供一種用于用于巖石動態直接剪切的試驗裝置以解決上述問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明解決的技術問題是如何準確確定巖石不連續性的動態剪切數據。

(二)技術方案

本發明提供了一種用于巖石動態直接剪切的試驗裝置，包括氣缸、撞擊桿、發射筒、整形器、入射桿、應變片、信號放大器、示波器、壓桿、試樣加壓板、雙軸機、壓桿套頭、墊板和試樣襯套；

所述撞擊桿安裝于所述發射筒內，所述氣缸的一端與所述發射筒連接且用于推動所述撞擊桿，所述整形器設于所述入射桿朝向所述發射筒的一端，所述應變片設于所述入射桿的側壁上，所述信號放大器的一端連接所述應變片，所述信號放大器的另一端連接所述示波器；

所述雙軸機的四側均開設有相同大小的孔，相對的兩孔在同一條軸線上，且兩軸線互相垂直，四個所述壓桿分別通過對應的孔穿設于所述雙軸機且用于擠壓所述雙軸機內上下疊放的第一試樣和第二試樣，每一個所述壓桿與所述第一試樣、所述第二試樣之間均設有所述試樣加壓板，每一個所述壓桿均依次穿設所述壓桿套頭、所述墊板及所述試樣加壓板與所述第一試樣接觸，所述第二試樣的兩端均通過所述試樣襯套與所述所述試樣加壓板接觸；

所述撞擊桿、所述入射桿及水平放置的兩個所述壓桿的軸線重合。

進一步地，所述撞擊桿的直徑與所述入射桿的直徑相同。

進一步地，所述用于巖石動態直接剪切的試驗裝置還包括支座，所述撞擊桿、所述發射筒及所述入射桿均通過所述支座支撐，所述支座用于固定在水平實驗平臺。

進一步地，所述用于巖石動態直接剪切的試驗裝置還包括入射桿墊具，所述入射桿通過所述入射桿墊具與所述第一試樣接觸。

進一步地，所述入射桿墊具接觸所述入射桿的一端為圓形，另一端為矩形。

進一步地，所述用于巖石動態直接剪切的試驗裝置還包括壓桿外接頭，所述壓桿外接頭設于所述壓桿與所述雙軸機的連接處且用于充入機油施加軸向壓力。

進一步地，所述入射桿穿過所述壓桿外接頭且通過所述入射桿墊具作用于所述樣品，位于所述入射桿相對一側的所述試樣加壓板與所述樣品之間具有設定距離。

進一步地，所述用于巖石動態直接剪切的試驗裝置還包括滾珠，位于所述樣品上方的所述試樣加壓板通過多個所述滾珠與所述樣品接觸。

進一步地，位于所述樣品下方的所述試樣加壓板與所述樣品直接接觸。