[发明专利]一种弱面直剪试验方法以及用于该方法的调距装置

权利要求书

1.一种弱面直剪试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将天然结构面试样或者人工制作的结构面试样放入直剪仪的下剪切盒内，安装固定上剪切盒和剪切力加压千斤顶；

(2)在上剪切盒上安装具有粗调和细调功能并且带刻度的调距装置，将法向力加压千斤顶安装于调距装置上方；

(3)法向力加压千斤顶动作，按照设计应力施加第一级法向应力，通过压力表读取施加法向力的大小，当到达设计法向力时停止加压；

(4)剪切力加压千斤顶动作施加剪切力载荷，施加剪切力载荷过程中通过压力表读取结构面试样实际承受法向力的大小，当法向力与设计法向力之间出现压力差时剪切力加压千斤顶停动，通过调距装置调节上剪切盒与法向力加压千斤顶的间距，调节至法向力等于设计法向力，剪切力加压千斤顶继续动作施压；

(5)施加剪切力载荷过程中重复步骤(4)至第一级法向应力的试验结束；

(6)第一级法向应力的试验结束后依次卸除剪切力载荷和法向力载荷，随后施加第二级法向应力，剩余级数法向应力的试验依此类推。

2.根据权利要求1所述的弱面直剪试验方法，其特征在于：步骤(4)中通过调距装置调节上剪切盒与法向力加压千斤顶的间距的具体内容为，当压力差大于0.05MPa时，首先通过旋转调距装置的粗调旋钮调节上剪切盒与法向力加压千斤顶的间距，使得压力差缓慢减小至0.05MPa，随后旋转调距装置的细调旋钮细调上剪切盒与法向力加压千斤顶的间距，调节至法向力等于设计法向力；当压力差不大于0.05MPa时，直接旋转调距装置的细调旋钮细调上剪切盒与法向力加压千斤顶的间距，调节至法向力等于设计法向力。

3.根据权利要求1所述的弱面直剪试验方法，其特征在于：进行各级法向应力的试验前将调距装置的刻度调零。

4.一种用于权利要求1所述弱面直剪试验方法的调距装置，至少包括调距单元和用于固定调距单元的支撑单元，调距单元至少包括粗调元件、细调元件和连接粗调元件与细调元件的连接元件，其特征在于：所述支撑单元包括2根以上导向柱以及水平安装的上支撑板和下支撑板，上支撑板通过调距单元安装于下支撑板上方，导向柱位于上支撑板与下支撑板之间，导向柱两端与上支撑板和下支撑板均活动连接，导向柱的上部和下部均设有刻度，刻度的零刻度线靠近上支撑板与下支撑板，上支撑板的上表面上设有圆柱状凹槽，下支撑板的下表面上设有圆柱状凹槽相匹配的圆柱状凸起；所述调距单元包括粗调元件、细调元件、连接元件和两个齿轮换向机构，粗调元件的螺距大于细调元件，连接元件的两端分别与粗调元件和细调元件螺纹连接构成调距机构，调距机构沿竖直方向安装于上支撑板与下支撑板之间，调距机构的两端分别通过轴承固定于上支撑板与下支撑板上，两个齿轮换向机构的扭矩输出元件分别与粗调元件和细调元件固连，连接元件通过箍套和一对以上限位杆与支撑单元固定连接，箍套紧密套设于连接元件的侧面中部，限位杆的一端与箍套固连，另一端连接导向柱。

5.根据权利要求4所述的调距装置，其特征在于：上支撑板与下支撑板上均开设有与导向柱数量相同的导向孔，上支撑板与下支撑板上的导向孔开口相对，导向柱的两端分别位于上下两个导向孔中，导向柱与导向孔间隙配合。

6.根据权利要求4所述的调距装置，其特征在于：所述调距机构两端分别通过端面轴承和径向轴承固定于上支撑板与下支撑板上。

7.根据权利要求4所述的调距装置，其特征在于：上支撑板和下支撑板上均固定有支架，两个齿轮换向机构的扭矩输入元件分别通过固定于支架中的滚动轴承安装于两个支架上，两个扭矩输入元件的输入端分别连接有粗调手轮和细调手轮。

8.根据权利要求7所述的调距装置，其特征在于：所述齿轮换向机构为圆锥齿轮组，圆锥齿轮组中水平布置的圆锥齿轮与粗调元件或细调元件的端部键连接，竖直布置的圆锥齿轮通过支架固定并且与粗调手轮或细调手轮固连。

9.根据权利要求7所述的调距装置，其特征在于：所述齿轮换向机构为蜗轮蜗杆机构，其中蜗轮与粗调元件或细调元件的端部键连接，蜗杆通过支架固定并且与粗调手轮或细调手轮固连。