[发明专利]一种板裂化硬岩水下倾倒变形体力学测试装置及方法

权利要求书

1.一种板裂化硬岩水下倾倒变形体力学测试装置，其特征是：至少包括：压力模拟单元、受力模拟单元、试件（3）、箱体（1）、卡座（2）、上盖板（19），在箱体（1）的下部固定卡座（2），卡座（2）由一长一短的两个垂直直角边构成，其中一个直角边与箱体（1）的底部固定，试件（3）立放在卡座（2）的两个垂直直角边处，试件（3）由叠层板材构成，试件（3）上端面靠近垂直直角边的一侧与压力模拟单元受力端连接，试件（3）另一侧下端面与受力模拟单元受力端连接，在压力模拟单元有力传感器（10），在受力模拟单元连接有位移传感器（17），箱体（1）上端有进水阀（18），箱体（1）下端有排水阀（21），箱体（1）通过进水阀（18）内加水至上盖板（19）下平面，箱体（1）的上盖板（19）有盖板千斤顶（20），压力模拟单元向试件（3）底部面加力，盖板千斤顶（20）通过上盖板（19）向箱体（1）的水面加力，位移传感器（17）和力传感器（10）获取加力和位移传感器的位移信息，获取试件（3）不同层面的加力与受力后产生的位移信息。

2.根据权利要求1所述的一种板裂化硬岩水下倾倒变形体力学测试装置，其特征是：所述的受力模拟单元包括：受力托板（4）、受力托板转轴（5）、受力圆弧（6）、受力斜撑（7）、伸缩缸（8）、受力杆件（9）；受力托板（4）通过受力托板转轴（5）与受力杆件（9）的端部连接，受力杆件（9）轴线上固定伸缩缸（8），受力杆件（9）另一端连接力传感器（10），力传感器（10）在箱壁的外侧；受力托板（4）和受力托板转轴（5）之间连接受力斜撑（7），受力斜撑（7）随受力沿受力圆弧（6）转动。

3.根据权利要求2所述的一种板裂化硬岩水下倾倒变形体力学测试装置，其特征是：所述的压力模拟单元包括：压力托板（11）、压力托板转轴（12）、压力斜撑（14）、压力千斤顶（15）、压力杆件（16），压力托板（11）通过压力托板转轴（12）与压力杆件（16）端部连接，压力杆件（16）轴线上连接压力千斤顶（15），压力千斤顶（15）通过压力杆件（16）固定在箱体（1）的箱壁上，压力杆件（16）上同时连接位移传感器（17），位移传感器（17）在箱体（1）的外侧；在压力托板（11）和压力托板转轴（12）之间连接有压力斜撑（14），压力斜撑（14）随压力沿圆弧（13）转动。

4.一种板裂化硬岩水下倾倒变形体力学测试方法，其特征是：至少包括：压力模拟单元、受力模拟单元、试件（3）、箱体（1）、卡座（2），在箱体（1）的下部固定卡座（2），卡座（2）由一长一短的两个垂直直角边构成，其中一个直角边与箱体（1）的底部固定，试件（3）立放在卡座（2）的两个垂直直角边处，试件（3）由叠层板材构成，试件（3）上端面靠近垂直直角边的一侧与压力模拟单元受力端连接，试件（3）另一侧下端面与受力模拟单元受力端连接，在压力模拟单元有力传感器（10），在受力模拟单元连接有位移传感器（17），箱体（1）上端有进水阀（18），箱体（1）下端有排水阀（21），箱体（1）通过进水阀（18）内加水至上盖板（19）下平面，箱体（1）的上盖板（19）有盖板千斤顶（20），压力模拟单元向试件（3）底部面加力，盖板千斤顶（20）通过上盖板（19）向箱体（1）的水面加力，位移传感器（17）和力传感器（10）获取加力和位移传感器的位移信息，获取试件（3）不同层面的加力与受力后产生的位移信息；

所述的受力模拟单元包括：受力托板（4）、受力托板转轴（5）、受力圆弧（6）、受力斜撑（7）、伸缩缸（8）、受力杆件（9）；受力托板（4）通过受力托板转轴（5）与受力杆件（9）的端部连接，受力杆件（9）轴线上固定伸缩缸（8），受力杆件（9）另一端连接力传感器（10），力传感器（10）在箱壁的外侧；利用盖板千斤顶（20）对上盖板（19）施加压力，通过压力施加以改变箱体（1）内的水压大小，利用箱体（1）内各向水压力相同的特性，使试件（3）整体处于设定的水头压强条件；压力值通过盖板千斤顶（20）读取或通过力传感器（10）读取；

压力模拟单元用于向试件（3）提供冲击力，受力模拟单元用于获取试件（3）在压力模拟单元产生的冲击力下的形变，水头压强实现对不同水下和水冲力情况下的岩土变位、弯折、倾倒、破坏的模拟检测。