[实用新型]适用于大跨度载荷和多尺度试样的岩石直剪仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直剪仪。 

背景技术

目前国内外岩体结构面抗剪强度的确定方法主要有直剪试验法、室内模型试验法和经验估算方法等。通过直剪试验，结合工程地质勘测资料综合求取结构面抗剪强度的方法为国内岩体力学工作者所常用。从资料的检索看，国内外的直剪仪设备很多：如美国Durham Geo公司生产的LG-140大型高性能接触面直剪仪，英国ELE公司生产的大型直剪仪，美国GCTS公司生产的伺服控制直剪测试系统，清华大学研制的TH-20t大型土与结构接触面循环加载剪切仪，长江科学研究院土工研究所的室内DHJ60型叠环式剪切试验机，四川大学水电学院研制的粗粒土直剪仪，南京土壤仪器有限公司的NHRI-4000型高性能大接触面直剪仪。这些直剪仪都没考虑多尺度试样问题，即无法满足大跨度载荷和试样尺寸的测试。专利号为CN200910155107.2的大型岩体结构面直剪试验仪的多尺度转换系统无法消除横向载荷对法向液压缸的影响，人为因素影响剪切摩擦力值较大，无法实现试样定向移动和往复剪切，整体设备操作自动化低等缺点。解决现有直剪试验仪器只能测定单一试样的岩体结构面抗剪强度的缺点，但是受到设备的制约，小型系列试样在小型设备中进行测试，中型系列试样在中型设备中测试，大型系列试样在大型设备中测试。导致的后果是各设备的测试结果无法有效衔接。主要原因在于设备的制造精度不一，甚至加载 方式不一，这必然影响到结果的可靠性。 

发明内容

为了克服已有直剪仪的无法满足大跨度载荷和试样尺寸的测试、可靠性较差的不足,本实用新型提供了一种有效满足大跨度载荷和试样尺寸的测试、可靠性良好的适用于大跨度载荷和多尺度试样的岩石直剪仪。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种适用于大跨度载荷和多尺度试样的岩石直剪仪，包括框架、垂直加载机构、加载移动机构、横向载荷支撑机构、剪切加载机构、试样高度调节机构和下试样约束机构；所述垂直加载机构与所述加载移动机构的上端连接，所述加载移动机构的两侧分别于所述横向载荷支撑机构连接，所述试样高度调节机构位于所述加载移动机构的下方且两者之间为用以放置待检测试样的检测工位，所述试样高度调节机构的下方与所述下试样约束机构连接，所述检测工位的侧边设置所述剪切加载机构，所述垂直加载机构安装在所述框架上部，所述横向载荷支撑机构安装在所述框架的中上部，所述剪切加载机构安装在所述框架的中下部，所述下试样约束机构安装在所述框架的下部； 

所述的剪切加载机构包括复位支撑杆、限位架、剪切框、轴承、端盖、导向杆、第一力传感器、第一液压缸、转动台、导杆、固定座、移动座、电机、锥齿轮对、螺纹杆和推杆，所述第一液压缸固定在框架上，所述第一液压缸活塞杆上固定第一力传感器的一段，所述第一力传感器另一端固定转动台，所述转动台与所述剪切框通过销连接并可转动，所述剪切框两端固定1对导向杆，所述导向杆与所述框架上 的导向孔配合并可沿着其移动，所述剪切框上安装导杆，所述剪切框上安装两个固定座，所述固定座与所述剪切框一侧安装螺纹杆，所述螺纹杆分别与固定座和剪切框通过轴承连接并可绕它们转动，2根螺纹杆一端分别固定锥齿轮，所述电机安装在两个固定座之间，转轴上安装锥齿轮，3个锥齿轮形成锥齿轮对，所述限位架分别与螺纹杆和导杆连接，且通过螺纹杆转动可沿着导杆和螺纹杆水平移动；2个限位架在电机转动下可同时沿着相反方向移动，螺纹杆一端和导杆两端安装端盖，所述限位架上设置定位孔，根据试样大小安装复位支撑杆和推杆，所述试样在复位支撑杆和推杆之间。 

进一步，所述的垂直加载系统包括作动器、连接件、转动件、第二力传感器和承载板，所述作动器与连接件固定，所述转动件与第二力传感器一端固定，所述转动件另一端和连接件通过销连接并可互相转动，所述第二力传感器另一端与承载板固定。 

更进一步，所述的加载移动机构包括滚动导轨块和加载板，多根滚动导轨块安装在垂直加载机构的承载板下端并保持平行，滚动导轨块的移动块与加载板固定，加载板可沿着滚动导轨块移动。 

所述的横向载荷支撑机构包括轮子、轮子安装架、第三力传感器、承载板、第二液压缸和连接座，轮子沿着框架的所述框架的限位条上下移动，轮子通过连接座安装在轮子安装架上，轮子安装架与第三力传感器固定，第三力传感器与液压缸活塞杆端部固定，液压缸固定在承载板的侧板上； 

所述的横向载荷支撑机构在承载板的两边的框架上对称安装。