[发明专利]一种岩石原位抗剪强度测试装置及方法

权利要求书

1.一种岩石原位抗剪强度测量装置，其特征在于：它包括设置在被测岩石（1）上台阶状钻孔（2）孔底的剪切测头（3），剪切测头（3）上设有法向力和剪切力加载装置，剪切测头（3）尾端设有剪应力加载拉杆（5），剪切测头（3）通过油路连接有设在台阶状钻孔（2）外的伺服油泵（9），剪应力加载拉杆（5）尾端顺序设有钻孔孔口挡板（8）、剪应力加载千斤顶（6）和剪应力加载千斤顶锁定螺母（53），通过剪应力加载千斤顶锁定螺母（53）将剪应力加载千斤顶（6）和钻孔孔口挡板（8）挤压固定在钻孔口的岩石（1）上，剪应力加载千斤顶（6）上设有剪应力加载千斤顶加压油管（61）和剪应力加载千斤顶卸压油管（62），剪应力加载拉杆（5）尾端和钻孔孔口挡板（8）之间设有剪切位移测试装置，伺服油泵（9）和剪切位移测试装置通过线路连接有应力-位移数据采集及显示系统（10）,所述应力-位移数据采集及显示系统（10）为PC电脑；

所述法向力和剪切力加载装置包括设置在剪切测头（3）内设有多个径向设置的油缸，油缸包括对称设置的剪应力加载板油缸（32）和法向力加载板油缸（34），剪应力加载板油缸（32）和法向力加载板油缸（34）连接有剪切测头油路（35），剪应力加载板油缸（32）上设有剪应力加载板（31），法向力加载板油缸（34）上设有法向力加载板（33）；所述剪应力加载板（31）为丁字形结构，法向力加载板（33）长方体结构，顶部与钻孔接触的一面为与钻孔曲率相同的曲面；剪切测头（3）上设有剪切测头限位挡板（36），剪切测头（3）通过剪切测头限位挡板（36）将剪切测头（3）上的剪应力加载板（31）和法向力加载板（33）固定在台阶状钻孔（2）底部的阶梯钻孔中。

2.根据权利要求1所述的岩石原位抗剪强度测量装置，其特征在于：所述剪切测头油路（35）通过油管穿过钻孔孔口挡板（8）上的通孔延伸出台阶状钻孔（2）与伺服油泵（9）相连接，油管包括剪应力加载板加压油管（41）、剪应力加载板卸压油管（42）、法向力加载板加压油管（43）、法向力加载板卸压油管（44），其中剪应力加载板加压油管（41）和剪应力加载板卸压油管（42）分别与剪应力加载板油缸（32）相连接，控制剪应力加载板油缸（32）膨胀收缩；法向力加载板加压油管（43）和法向力加载板卸压油管（44）分别与法向力加载板油缸（34）相连接，控制法向力加载板油缸（34）膨胀收缩。

3.根据权利要求1所述的岩石原位抗剪强度测量装置，其特征在于：剪应力加载拉杆（5）包括多个剪应力加载拉杆连接头（51），两个剪应力加载拉杆连接头（51）之间通过剪应力加载拉杆锁止螺母（52）连接紧固。

4.根据权利要求1所述的岩石原位抗剪强度测量装置，其特征在于：所述剪切位移测试装置包括剪切位移测试支架（7），剪切位移测试支架（7）上设有多个剪切位移测试支架姿态调整阀门（71），剪切位移测试支架（7）与钻孔孔口挡板（8）之间设有位移计（72）。