[实用新型]一种岩土材料高速剪切试验装置

权利要求书

1.一种岩土材料高速剪切试验装置，其特征在于：包括机架系统、荷载系统、驱动系统和试验系统，所述荷载系统、所述驱动系统和所述试验系统均安装于所述机架系统内，所述荷载系统安装于所述机架系统的顶部，通过数控液压千斤顶为试验提供稳定可控的法向荷载，所述驱动系统安装于所述机架系统的底部，通过步进电机为试验提供持续可控的旋转动力，所述试验系统安装于所述机架系统中部，采用隔热的带有缸盖的试验缸体为试验提供密闭且相对隔热的试验空间，所述试验系统包含旋转剪切盘和固定剪切盘，旋转剪切盘和固定剪切盘的高度总和小于试验缸体的内腔高度，所述旋转剪切盘置于所述试验缸体内底部并与步进电机的传动轴连接，固定剪切盘处在旋转剪切盘的站上方，由数控液压千斤顶对其施加法向载荷；

所述试验系统包含试验空腔，所述试验空腔开设于试验缸体内，处在固定剪切盘与旋转剪切盘之间的试验缸体内剪切区域，在所述试验空腔内安装有安全气阀、温度传感器和气压传感器；所述安全气阀在所述试验系统内压力超过设定值后开始工作；所述温度传感器用于实时监测高速剪切试验过程中所述试验空腔内的温度；所述气压传感器用于实时监测高速剪切过程中所述试验空腔内的气压。

2.如权利要求1所述的一种岩土材料高速剪切试验装置，其特征在于：所述机架系统包括仪器顶板、刚性立柱、仪器底板和刚性托梁；所述仪器顶板、所述刚性立柱和所述仪器底板构成的立式箱型结构为所述荷载系统、所述驱动系统和所述试验系统提供安装及操作空间；所述刚性托梁一端与所述刚性立柱固连，另一端与所述试验系统的试验缸体固连，为所述试验系统提供稳定的支撑。

3.如权利要求1所述的一种岩土材料高速剪切试验装置，其特征在于：所述荷载系统包括千斤顶底盘、千斤顶锚固螺栓和数控液压千斤顶；所述数控液压千斤顶的中轴线与所述试验系统的中轴线一致；所述数控液压千斤顶的活塞可从所述试验系统的试验缸盖顶部开口进入所述试验系统。

4.如权利要求1所述的一种岩土材料高速剪切试验装置，其特征在于：所述驱动系统包括步进电机和传动轴；所述步进电机的中轴线与所述试验系统的中轴线一致；所述传动轴从所述步进电机顶端伸出，并通过所述试验系统的试验缸体底部圆形开口进入所述试验系统与旋转剪切盘连接。

5.如权利要求1所述的一种岩土材料高速剪切试验装置，其特征在于：所述试验系统的试验缸盖和试验缸体采用工程隔热陶瓷；所述试验缸盖和所述试验缸体可通过旋转螺纹连接，连接后所构成的圆柱体形空腔为高速剪切试验提供密闭且相对隔热的试验环境；所述试样缸体外壁沿圆周方向等分开设有若干个插销螺栓孔，用于与定位螺栓连接并使定位螺栓伸入试样缸体内，定位固定剪切盘，使所述固定剪切盘仅能发生竖直方向位移而不能发生旋转方向位移。

6.如权利要求1所述的一种岩土材料高速剪切试验装置，其特征在于：所述旋转剪切盘置于开口朝上且底部并设置有与驱动系统的传动轴连接的连接孔；所述固定剪切盘置于所述试验缸体顶部，开口朝下且外壁沿圆周方向设有若干个止转插槽，用于和自试验缸体插入的定位部件进行周向止转配合，使所述固定剪切盘仅能发生竖直方向位移而不能发生旋转方向位移；所述旋转剪切盘和所述固定剪切盘的内部空腔形状一致，均为上半部分圆柱体形，下半部分具有止转结构，用于防止试样相对于剪切盘旋转。

7.如权利要求5所述的一种岩土材料高速剪切试验装置，其特征在于：所所述旋转剪切盘开口朝上且底部并设置有与驱动系统的传动轴连接的连接孔；所述固定剪切盘置于所述试验缸体顶部，开口朝下且外壁沿圆周方向设有若干个止转插槽，用于和所述定位螺栓进行周向止转配合，使所述固定剪切盘仅能发生竖直方向位移而不能发生旋转方向位移；所述旋转剪切盘和所述固定剪切盘的内部空腔形状一致，均为上半部分圆柱体形，下半部分具有止转结构，用于防止试样相对于剪切盘旋转。