[实用新型]一种圆柱形岩石试样直剪装置

说明书

本实用新型公开了一种圆柱形岩石试样直剪装置，圆柱形岩石试样直剪装置包括操作箱，操作箱对称的两侧壁上分别设置有第一水平载荷杆和第二水平载荷杆，操作箱的上端设置有竖向载荷杆，操作箱的下端设置有操作台，操作台上与竖向载荷杆相对应的位置处设置有基座；将制备好的标准圆柱形岩石试样放置于操作箱内，并通过上托垫块、下压垫块和球形压头施加载荷，直到试样被破坏，本实用新型克服了现有结构只能开展方形试样直剪试验的不足，且改善了竖向荷载施力不均匀的不足。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程技术领域，具体涉及一种圆柱形岩石试样直剪装置。

背景技术

在矿山开采、核废料处置、水利水电、隧道、边坡等地下工程中，裂隙岩体是经常遇到的一类复杂岩体，它的强度和变形等特征，直接关系到工程设计、施工和运营稳定性，而且这些特性具有显著的时间相关性。岩体滑坡、围岩坍塌、地下工程失稳等岩体工程事故发生的主要原因就是裂隙岩体抗剪强度不足，发生剪切破坏。因此开展对裂隙岩体剪切特性的试验研究，对于整个岩体工程的长期稳定性具有重要的指导意义。

岩石剪切试验机TEST60，由美国MTS公司生产，油源等关键部件都是MTS公司进口，系统框架为国内加工。主要用于岩石本身、混凝土本身、混凝土与岩石接触面以及岩体软弱结构面等抗剪(断)试验；还能实现岩石单轴抗压/抗拉试验；可以测绘出试件的垂直载荷-变形关系曲线、水平载荷-变形关系曲线、垂直变形-水平变形关系曲线。主要技术参数为：双向加载，轴向100t(1000KN)，水平荷载250t(2500KN)，主要用于方形试件剪切试验和双向加载试验；岩石、结构面动力荷载下剪切试验，频率最大5Hz；试件最大尺寸200mm。

现有设备存在的问题：由于岩石剪切试验机TEST60与试样在竖向和水平加载方向上均是平直面接触，故只能开展针对方形试样的直剪试验。而岩石力学测试中最常用的试样则是圆柱形标准试样，对该试样的直剪试验具有较大需求，而现有的设备难以满足这种需求，且现有竖向加载压头与试样垫块是刚性接触，很容易产生竖向的偏应力，使测试岩石正应力分布不均，造成一定的直剪测试结果的偏差，给岩石直剪试验带来了较大的不便。

因此针对目前岩石直剪测试仅能开展方形或者圆柱形试样剪切试验的现状，现在为岩石剪切实验机TEST60设计一种圆柱形垫块，从而在能开展方形试样直剪试验的基础上，也能开展圆柱形试样的直剪试验，最终实现方形和圆柱形岩石试样的直剪测试，且对竖向压头进行球型压头的加装改造，获得分布均匀的正应力。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的上述不足，提供了一种能实现圆柱形岩石试样直剪的圆柱形岩石试样直剪装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了下列技术方案：

提供了一种圆柱形岩石试样直剪装置，其包括操作箱，操作箱对称的两侧壁上分别设置有第一水平载荷杆和第二水平载荷杆，操作箱的上端设置有竖向载荷杆，操作箱的下端设置有操作台，操作台上与竖向载荷杆相对应的位置处设置有基座；

第一水平载荷杆包括设置于操作箱上的第一推杆，第一推杆与第一水平基座连接，第一水平基座的前端通过垫块安装孔与上托垫块连接，上托垫块的中部设置有圆形托块，第一水平基座和上托垫块的中部对应位置处设置有对中标识线；

第二水平载荷杆包括设置于操作箱上的第二推杆，第二推杆与第二水平基座连接，第二水平基座的前端通过垫块安装孔与下压垫块连接，下压垫块的中部设置有圆形压块，第二水平基座和下压垫块的中部对应位置处设置有对中标识线；

竖向载荷杆包括贯穿操作箱设置的竖向推杆，竖向推杆与压座连接，压座的下端嵌设有球形压头，球形压头的下侧边缘通过连接弹簧与压座外侧壁连接；竖向推杆与压座通过连接杆连接，连接杆上套设有环形垫片。

上述方案中，优选的，上托垫块位于圆形托块的上侧的位置处开设有上部凹槽。