[发明专利]一种岩石剪切试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，更具体地，涉及一种岩石剪切试验装置。

背景技术

随着国家基础设施建设的大规模推进，岩石力学在工程实践中的地位越来越重要，化学溶液与岩石相互作用对岩石力学性质有着非常重要的影响作用，很多工程和自然灾害都遇到了化学溶液与岩石相互作用导致岩石力学性质减弱等问题，但是化学溶液与岩石相互作用对于岩石力学性质的影响不仅仅是简单的力学性质降低。岩体内包含的不连续面，其力学和水理特性对岩体地下工程的设计、施工起着决定性作用，岩石节理的剪切特性是评价岩体稳定性的重要依据。水岩相互作用对于岩石节理的力学性质影响在今天的学术界得到越来越多的关注，通过室内试验方法研究化学溶液与岩石相互作用是学术界关注的重点，但是现在的试验方法无法保证岩石在化学溶液中进行直剪试验，这样进行的试验无法完整的反映化学溶液与岩石相互作用，与真实情况有明显差异。

岩石的节理剪切破坏在化学溶液中进行与将岩石从水中取出进行直剪试验获得的力学参数会有明显区别，常规的试验方法采用将岩石从化学溶液中取出，并且由于试验装置安装等问题更多选择在试验开始前将化学溶液干燥，这样进行的室内试验实际与真实情况下的化学溶液与岩石相互作用是有显著区别的，去除溶液之后实际上降低了溶液对于岩石节理的润滑作用，导致试验得到的剪切参数不准确。

发明内容

为了至少部分地克服现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种岩石剪切试验装置。

本发明提供一种岩石剪切试验装置，包括：剪切室、上部剪切盒、下部剪切盒、切向固定装置、切向动力装置以及轴向动力装置；其中，所述剪切室内充满化学溶液，所述上部剪切盒和所述下部剪切盒布置在所述剪切室内部；岩石节理试件固定在所述上部剪切盒和所述下部剪切盒中间；所述切向固定装置的一端与所述上部剪切盒的一侧表面接触；所述切向动力装置的一端与所述下部剪切盒的一侧表面接触；所述轴向动力装置的一端与所述上部剪切盒的上表面接触；所述下部剪切盒放置在所述剪切室的底部。

其中，所述剪切室的前表面、后表面的材料为透明亚克力有机板。

其中，还包括：下部垫块；其中，所述下部垫块放置在所述剪切室的底部和所述下部剪切盒中间。

其中，还包括：直剪仪框架和直剪仪底座；其中，所述直剪仪框架、所述剪切室均固定在所述直剪仪底座上；所述轴向动力装置的另一端固定在所述直剪仪框架的上端；所述切向固定装置的另一端固定在所述直剪仪框架的一端；所述切向动力装置的另一端固定在所述直剪仪框架的另一端。

其中，所述切向动力装置为第一液压伺服千斤顶；其中，所述第一液压伺服千斤顶，用于控制所述下部剪切盒的切向位移。

其中，所述轴向动力装置为第二液压伺服千斤顶；其中，所述第二液压伺服千斤顶，用于控制所述上部剪切盒的轴向压力。

其中，所述切向固定装置与所述剪切室之间的空隙设置有第一橡胶密封圈。

其中，所述切向动力装置与所述剪切室之间的空隙设置有第二橡胶密封圈。

其中，所述第一液压伺服千斤顶，用于每秒增加所述下部剪切盒的切向位移0.5mm。

其中，所述第二液压伺服千斤顶，用于每秒增加所述上部剪切盒的0.2kN的轴向压力，所述轴向压力的最大值为12.5kN。

综上，本发明提供的岩石剪切试验装置，剪切室内充满化学溶液，上部剪切盒和下部剪切盒布置在剪切室内部；岩石节理试件固定在上部剪切盒和下部剪切盒中间；切向固定装置的一端与上部剪切盒的一侧表面接触；切向动力装置的一端与下部剪切盒的一侧表面接触；轴向动力装置的一端与上部剪切盒的上表面接触；下部剪切盒放置在剪切室的底部。本发明提供的岩石剪切试验装置，岩石节理试件完全浸没在化学溶液中进行直剪试验，更真实的得出了岩石节理试件在化学溶液与岩石相互作用下的力学性质。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种岩石剪切试验装置的结构示意图。

附图标记：

1-轴向油缸；2-轴向千斤顶；3-上部剪切盒；4-岩石节理试件；5-切向千斤顶；6-切向油缸；7-下部剪切盒；8-第二橡胶密封圈；9-下部垫块；10-直剪仪框架；11-剪切室；12-切向固定装置的外部端；13-切向固定装置的固定端；14-第一橡胶密封圈；15-剪切室外壁；16-剪切室的前表面；17-直剪仪底座。

具体实施方式