[发明专利]一种岩体结构面简易循环剪切仪及试验方法

说明书

本发明公开了一种岩体结构面简易循环剪切仪，包括固定底板，固定底板上设置有第一侧板、滑板、和第二侧板，下剪切盒设置在滑板上，上剪切盒位于下剪切盒上方，固定千斤顶的伸缩端和挡柱分别与上剪切盒的两侧相抵，第一切向千斤顶的伸缩端和第二切向千斤顶的伸缩端分别与下剪切盒的两侧相抵，法向千斤顶的伸缩端与上剪切盒顶部相抵。本发明还公开了一种岩体结构面简易循环剪切试验方法和岩体结构面和围岩衬砌接触面的剪切各向异性试验方法，本发明可用于岩体结构面的循环剪切试验；可进行岩体结构面剪切各向异性特征的研究。

技术领域

本发明属于岩土试验装置领域，具体涉及一种岩体结构面简易循环剪切仪，还涉及一种岩体结构面简易循环剪切试验方法，还涉及一种岩体结构面和围岩衬砌接触面的剪切各向异性试验方法。

背景技术

在地震作用下，地震波自下而上传播，岩体结构面、岩石工程衬砌与围岩接触面等在地震波的反复作用下，将沿接触界面发生循环剪切滑动，为了研究岩体结构面、围岩-衬砌接触面在循环剪切作用下的力学性质，分析接触面强度和变形随剪切次数、速率等的变化规律，需要开展岩体结构面和围岩衬砌接触面的循环剪切试验。

当前，岩体结构面剪切装置大部分都只能实现单向的直剪功能，为了实现循环剪切过程，则需倒转剪切盒或人工进行复位，以便再次剪切，但是这种方法在操作上存在较大的不方便，且在多次循环剪切中，这种不便性更加凸显。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供了一种岩体结构面简易循环剪切仪，还提供了一种岩体结构面简易循环剪切试验方法，还提供了一种岩体结构面和围岩衬砌接触面的剪切各向异性试验方法，可用于研究岩体结构面在循环剪切过程中的力学性质，获取循环剪切应力-应变曲线，为结构面抗震潜力评估提供主要的基础资料。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种岩体结构面简易循环剪切仪，包括固定底板，固定底板上设置有第一侧板和第二侧板，固定底板上放置有滑板，滑板位于第一侧板和第二侧板之间，下剪切盒设置在滑板上，上剪切盒位于下剪切盒上方，固定千斤顶的固定座与第一侧板连接，固定千斤顶的伸缩端与上剪切盒一侧相抵，上剪切盒另一对侧与挡柱一端相抵，挡柱另一端与第二侧板连接，第一切向千斤顶的固定座与第一侧板固定，第一切向千斤顶的伸缩端与下剪切盒一侧相抵，下剪切盒另一对侧与第二切向千斤顶的伸缩端相抵，第二切向千斤顶的固定座与第二侧板固定，固定底板上还设置有立柱，立柱的顶部设置有顶板，法向千斤顶的固定座与顶板连接，法向千斤顶的伸缩端与上剪切盒顶部相抵。

如上所述的滑板通过滚轮设置在滑轨上，滑轨设置在固定底板上。

如上所述的上剪切盒为倒U形，下剪切盒为正U形。

如上所述的第一侧板的顶部和第二侧板的顶部之间通过横柱连接。

如上所述的滑板上设置有刻度线。

一种岩体结构面简易循环剪切仪，还包括用于监测法向千斤顶、第一切向千斤顶、第二切向千斤顶、固定千斤顶的伸缩端施加的剪力的压力传感器，还包括用于监测法向千斤顶、第一切向千斤顶、第二切向千斤顶、固定千斤顶的伸缩端的位移的位移传感器。

一种岩体结构面简易循环剪切试验方法，包括以下步骤：

步骤1、将现场采集到的结构面岩块加工为方形的岩体结构面试样，岩体结构面置于岩体结构面试样中间；

步骤2、将岩体结构面试样放入上剪切盒和下剪切盒中，岩体结构面试样底部设置在下剪切盒内，上剪切盒扣设在岩体结构面试样顶部，岩体结构面最上侧与上剪切盒的底部边沿的间距为5mm~10mm，岩体结构面最下侧与下剪切盒的顶部边沿的间距为5mm~10mm；