[发明专利]孔下三轴压缩‑侧向静载荷‑扭转岩土体测试装置

权利要求书

1.孔下三轴压缩-侧向静载荷-扭转岩土体测试装置，包括提供安装空间的机架，其特征在于，所述机架上安装有：

侧向实验部，安装在所述机架的上部，包括固定在所述机架轴线上的固定管，和活动套在固定管外部的旋转筒，和可径向移动地安装在所述旋转筒圆周的多个弧形的反力板，安装在所述反力板和所述旋转筒之间的径向动力装置，以及驱动所述旋转筒和所述反力板同步旋转的旋转动力装置；

垂直实验部，固定在所述机架的下部，包括垂直向下切削岩土的切削装置，以及位于所述切削装置内部对切削的岩土进行三轴压力测试的三轴压缩实验装置；

测试单元，通过测量元件获取所述侧向实验部和所述垂直实验部的测量数据，并通过线缆输送至位于地面的数据主机。

2.根据权利要求1所述的孔下三轴压缩-侧向静载荷-扭转岩土体测试装置，其特征在于，

所述旋转筒的径向上设置有固定架，所述固定架的顶部和底部分别设置有垂直于所述旋转筒的滑轨，所述反力板通过设置在上下两端处的滑块卡在所述滑轨上。

3.根据权利要求1所述的孔下三轴压缩-侧向静载荷-扭转岩土体测试装置，其特征在于，

所述径向动力装置为柔性材料制作的第一气囊，和通过管路与所述第一气囊连接的第一气源，所述第一气囊分别与所述反力板和所述旋转筒固定。

4.根据权利要求1-3任一所述的孔下三轴压缩-侧向静载荷-扭转岩土体测试装置，其特征在于：

所述旋转动力装置包括安装在所述固定管内以驱动所述旋转筒相对转动的旋转电机，所述旋转筒的内表面圆周安装有内齿轮，所述旋转电机的驱动轴上安装有与所述内齿轮啮合的外齿轮。

5.根据权利要求1所述的孔下三轴压缩-侧向静载荷-扭转岩土体测试装置，其特征在于，

所述切削装置包括外部的环形筒体，安装在所述筒体内侧面的环形切刀，所述切刀的顶部固定有施压板，在所述施压板和所述机架之间安装有施加轴向力的第二气囊，以及通过管路为所述第二气囊供气的气源；

所述第二气囊为环形气囊，所述施压板为与所述环形气囊对应的环形板。

6.根据权利要求5所述的孔下三轴压缩-侧向静载荷-扭转岩土体测试装置，其特征在于，

所述三轴压缩实验装置包括安装在所述切刀内侧面围成环形以施加径向力的第三气囊，和安装在所述切刀内顶部施加轴向力的第四气囊，以及安装在所述机架上为所述第三气囊、所述第四气囊供气的气源，在所述第三气囊和第四气囊上安装有检测压力的传感器；

所述机架在所述第二气囊的中间通道处设置有固定台，所述第四气囊的上表面与所述固定台的下表面固定，下表面上安装有垂直加压板。

7.根据权利要求1所述的孔下三轴压缩-侧向静载荷-扭转岩土体测试装置，其特征在于，

所述侧向实验部还包括去除孔下中虚土的去虚土装置，所述去虚土装置包括位于所述反力板与反力板之间的切片，和设置在所述固定架上且向所述旋转轴的径向延伸以滑动安装所述切片的滑动轨道，所述滑动轨道与所述反力板的移动轨道重合。

8.根据权利要求1所述的孔下三轴压缩-侧向静载荷-扭转岩土体测试装置，其特征在于，计算侧向静载荷的公式如下：

Ec=Ic(1-μ2)pdcsc]]>

E_c(MPa)为侧向静载荷实验的变形模量，I_c为侧向承压板的形状系数，μ为土的泊松比，p为p-s曲线线性段的压力(kpa)，s_c为与p对应的位移(mm)。