[发明专利]一种实现干湿循环和动力扰动的软岩剪切流变仪

权利要求书

1.一种实现干湿循环和动力扰动的软岩剪切流变仪，包括平台，所述平台的中间设有预定轨道和剪切流变单元，所述预定轨道包括一长边，所述剪切流变单元沿预定轨道的长边方向滑动，其特征在于，所述剪切流变单元连接动力扰动单元、切向加压系统、位移量测系统和拉压力测量系统，所述动力扰动单元和切向加压系统协同调整剪切流变单元的剪切力，所述位移测量系统与拉压力测量系统分别测量剪切流变单元的位移和拉压力的变化，所述剪切流变单元的上部设有干湿循环单元，所述干湿循环单元实现剪切流变单元的干湿循环，所述剪切流变单元通过法向加压系统在所述剪切流变单元的法向上预设应力。

2.根据权利要求1所述的实现干湿循环和动力扰动的软岩剪切流变仪，其特征在于，所述剪切流变单元包括上剪切盒和下剪切盒，所述下剪切盒在上剪切盒的下方，所述下剪切盒的上部相对两侧沿预定滑轨的长边方向开有横槽，所述横槽内设有滚珠，所述下剪切盒的底部设有滚轮，所述下剪切盒通过滚轮和滚珠沿预定轨道的长边方向滑动；所述动力扰动单元包括刚性支架和振动电机，所述振动电机设在刚性支架上；所述刚性支架夹住下剪切盒的两侧，所述振动电机通过刚性支架向下剪切盒传导振动荷载。

3.根据权利要求2所述的实现干湿循环和动力扰动的软岩剪切流变仪，其特征在于，所述振动电机是动力源与振动源结合为一体的激振源，所述振动电机包括转子轴和在转子轴两端安装的可调偏心块，所述振动电机通过转子轴及可调偏心块的高速旋转产生的离心力得到激振力。

4.根据权利要求2所述的实现干湿循环和动力扰动的软岩剪切流变仪，其特征在于，所述干湿循环单元包括水泵、进水管、水箱、透水石、热空气发生装置和进气管，所述水箱设在上剪切盒的上方，所述透水石设在水箱内，所述进气管和进水管均贯穿上剪切盒，所述进气管连通热空气发生装置，所述进水管连通水泵，所述下剪切盒内通过水泵和热空气发生装置的作用实现干湿循环。

5.根据权利要求4所述的实现干湿循环和动力扰动的软岩剪切流变仪，其特征在于，所述上剪切盒的上部开凹槽，所述水箱设在凹槽内，所述水箱上方设有金属盖板，所述水箱的底部开有透水孔，所述下剪切盒的一侧连接位移测量系统与拉压力测量系统。

6.根据权利要求2所述的实现干湿循环和动力扰动的软岩剪切流变仪，其特征在于，所述切向加压系统包括杆件和滑轮系统，所述杆件包括一横杆和一竖杆，所述横杆的一端与下剪切盒固接，横杆的另一端与竖杆固接，所述竖杆连接滑轮系统。

7.根据权利要求6所述的实现干湿循环和动力扰动的软岩剪切流变仪，其特征在于，所述滑轮系统包括五个定滑轮，所述定滑轮包括中心轴和绕中心轴旋转的柔索，所述平台的一侧设有与定滑轮数量相一致的导线支座，所述导线支座能移动，所述平台的边缘开有与定滑轮数量相一致的滑轮凹槽，所述中心轴设在滑轮凹槽内，所述柔索的一侧穿过导线支座连接竖杆，所述柔索的另一侧悬挂砝码。

8.根据权利要求6所述的实现干湿循环和动力扰动的软岩剪切流变仪，其特征在于，所述横杆与竖杆相互垂直，并焊接为一体。

9.根据权利要求2所述的实现干湿循环和动力扰动的软岩剪切流变仪，其特征在于，所述法向加压系统包括第一力臂、第二力臂系、固定杆和支点支架，所述支点支架设在平台上，所述固定杆设在支点支架的上方，所述固定杆的一侧固接第一力臂，另一侧固接第二力臂系，所述第二力臂系包括五个第二力臂，五个第二力臂对称设置，所述第一力臂和第二力臂的力臂长度比为1:5，所述平台的一侧边缘设有固定支架，所述固定支架的数量与第二力臂的数量相一致，所述固定支架的高度与支点支架的高度相适配，所述固定支架的上方均固接一定滑轮的中心轴，所述绕中心轴旋转的柔索一侧连接第二力臂，另一侧悬挂砝码，所述第一力臂固接刚性传递杆，所述刚性传递杆安装在水箱上，所述刚性传递杆和水箱依次将所述法向加压系统产生的预设应力传递到所述剪切流变单元的法向上。

10.根据权利要求1所述的实现干湿循环和动力扰动的软岩剪切流变仪，其特征在于，所述位移测量系统为拉线位移传感器系统，所述拉压力测量系统为应变式拉压力传感系统，所述位移测量系统和拉压力测量系统均通过拉绳连接剪切流变单元，所述位移测量系统和拉压力测量系统的壳体均为硬质铝合金材质，所述位移测量系统和拉压力测量系统的线缆接头采用高档防水航空接头，所述拉绳采用表面包裹特氟龙材质的钢缆。