[发明专利]岩石直剪实验试件、试件夹具及其剪切测试方法

权利要求书

1.岩石直剪试验试件，其特征在于，该试件能够直接用于三轴试验机，包括长方体本体，本体下侧左部设置有第一切槽，第一切槽从边侧沿水平方向向本体内部延伸，还包括第二切槽，第一切槽与第二切槽以本体中心为中心呈中心对称分布，切槽长度与其所在长方体本体的边侧长度相同，切槽宽度不长于底面边长的一半。

2.如权利要求1所述的试件，其特征在于，本体高度为H，底面边长分别为A、B，H≥A≥B，切槽厚度为D，D＜0.04A。

3.岩石直剪试验试件夹具，其特征在于，包括左半圆柱状构件和右半圆柱状构件，两个半圆柱状构件相对可拆卸设置，左半圆柱状构件和右半圆柱状构件之间设置有用于放置岩石直剪试验试件的容置腔，容置腔的横截面为六边形，容置腔贯通于夹具主体底面和顶面。

4.如权利要求3所述的试件夹具，其特征在于，还包括减阻片，减阻片分别设置于试件与左半圆柱状构件和右半圆柱状构件之间，其材质为聚四氟乙烯。

5.如权利要求3所述的试件夹具，其特征在于，左半圆柱状构件的侧平面上设置有凹槽，右半圆柱状构件的的侧平面设置有与凹槽相匹配的凸起，通过凹槽和凸起将左、右半圆柱状构件卡合在一起；除容置腔部位外，左半圆柱状构件和右半圆柱状构件的间距为0.5～2mm，容置腔部位为容置腔所在的位置。

6.如权利要求3所述的试件夹具，其特征在于，左半圆柱状构件和右半圆柱状构件所形成的圆柱状构件高度低于试件1～2mm。

7.岩石剪切试验的压头单元，其特征在于，包括上压头、下压头及如权利要求3～6中任一权利要求所述的岩石直剪试验试件夹具，三者的外径相一致，上压头及下压头分别为圆柱体构件。

8.如权利要求7所述的压头单元，其特征在于，还包括钢片，在试件夹具顶部非试件所在位置与上压头之间设置有薄钢片。

9.如权利要求7所述的压头单元，其特征在于，试件夹具为刚性钢制材料。

10.岩石剪切试验方法，其特征在于，基于如权利要求1～2中任一权利要求所述的岩石直剪试验试件及如权利要求7～8中任一权利要求所述的岩石剪切试验的压头单元，包括以下步骤：

A.记录试件尺寸，在试件相对的围压受压面两侧贴覆上减阻片，将其放入夹具容置腔中，并分别将两个减阻片另外的一侧贴合到夹具内侧；

B.将夹具及试件放置在下压头上，并对准试件及下压头的轴线，再将上压头轻轻放置于试件上方，将试件及上压头的轴线对齐，而后在上压头与试件空隙外侧添加钢片，完成压头单元的制作；

C.利用热缩膜由上而下套入至覆盖整个压头单元，加热吹制热缩膜至热缩膜与压头单元的表面贴合；

D.将贴合有热缩膜的压头单元整体放置于三轴试验机上，降下机器压头，使其与压头单元上压头表面有轻微接触后，降下三轴舱，对三轴缸进行充油，先加围压，再加轴压直至破坏，记录试件破坏时的峰值轴向压力大小P_cr；

E.基于峰值轴向压力大小P_cr和试件尺寸，计算得到所测岩石的剪切强度τ＝P_cr/(B×H₀)，其中，B为试件底面的宽，H₀为两个切槽间的间距。