[发明专利]可升降加载机构及应用其的剪切-渗流耦合测试装置

权利要求书

1.一种可升降加载机构，其特征在于，包括：

底架(10)，其上方具有测试区域；

纵向加载机构(40)，固定于所述底架(10)的测试区域的上方，其整体为可升降结构；

侧向加载机构(50)，固定于所述底架(10)的测试区域的上方，其整体为可升降结构，并 与所述纵向加载机构错开；

其中，在运送二维岩石试样时，所述纵向加载机构和侧向加载机构升起；在二维岩石试 样被运送至测试区域后，所述纵向加载机构和侧向加载机构落下，分别对运送至测试区域 的二维岩石试样施加纵向和侧向力。

2.根据权利要求1所述的可升降加载机构，其特征在于，所述纵向加载机构(40)包括：

固定于底架测试区域上方的四根立柱(41)；

固定于所述四根立柱顶部的电机安装板(42)；

固定于所述电机安装板上方，并向下伸出输出螺纹杆的至少一台第一纵向升降电机 (43)；以及

包括相对位置固定的上加载板(44a)和下加载板(44b)的双层加载框架(44)，所述下加 载板(44b)的下表面固定有钢化玻璃板(45)；

其中，上加载板(44a)的四个边角位置开设有滑动孔，四根立柱穿过四个滑动孔，对该 上加载板(44a)的上下滑动提供限位，上加载板(44a)在所述至少一台第一纵向升降电机的 输出螺纹杆的对应位置开设有螺纹孔，所述至少一台第一纵向升降电机的输出螺纹杆螺入 对应的螺纹孔内，在所述至少一台第一纵向升降电机被驱动的情况下，四根输出螺纹杆推 动双层加载框架向下滑动，由所述钢化玻璃板(45)压住下方的二维岩石试样。

3.根据权利要求2所述的可升降加载机构，其特征在于，所述纵向加载机构(40)包括： 四台所述的第一纵向升降电机(43)；

所述上加载板(44a)在所述四台第一纵向升降电机的输出螺纹杆的对应位置开设有螺 纹孔，所述四台第一纵向升降电机的输出螺纹杆螺入对应的螺纹孔内，在所述四台第一纵 向升降电机被驱动的情况下，四根输出螺纹杆推动双层加载框架向下滑动。

4.根据权利要求1所述的可升降加载机构，其特征在于，所述侧向加载机构(50)包括：

至少两台第二纵向升降电机(51)，其底部固定于底架(10)上；

反力框架(13)，固定于所述至少两台第二升降电机(51)输出轴的上部；

其中，反力框架(52)在该至少两台第二纵向升降电机输出螺纹杆的位置具有螺纹孔， 该至少两台第二纵向升降电机的输出螺纹杆穿过反力框架(52)上相应的螺纹孔，在该至少 两台第二纵向升降电机被驱动的情况下，其输出螺纹杆推动所述反力框架(13)上升或者下 降，在下降状态下，该反力框架(13)将位于测试区域的二维岩石试样嵌合于其中。

5.根据权利要求4所述的可升降加载机构，其特征在于，所述侧向加载机构(二50)还包 括：

挤压力施力机构(53)，安装于所述反力框架(52)上垂直于贯穿裂隙的侧面，其向二维 岩石试样施加水平方向的挤压力，该挤压力的反力由反力框架相对的另一侧提供，从而对 二维岩石试样进行挤压；以及

剪切力施力机构(54)，安装于反力框架上平行于贯穿裂隙的侧面，其通过头部的第一 压板(54a)向二维岩石试样位于贯穿裂隙一侧部分的施加推力，对二维岩石试样贯穿裂隙 另一侧部分由固定于反力框架相对另一面的第二压板(54b)提供，从而对二维岩石试样进 行剪切。

6.根据权利要求5所述的可升降加载机构，其特征在于：

在剪切力施力机构头部的第一压板(54a)中，具有“Z”字形状的进水通道(54c)，在该第 一压板(54a)的外侧，进水通道(54c)的进口错开了剪切力施力机构，而在该第一压板(54a) 的内侧，进水通道(54c)的出口朝向内侧；

在固定于反力框架相对另一面的第二压板(54b)内开设有“Z”字形状的出水通道 (54d)，在该第二压板(54b)的内侧，出水通道(54d)的进口朝向内侧，而在该第二压板(54b) 的外侧，出水通道(54d)的出口错开了反力框架与二维岩石试样之间具有剪切作用力的部 分。