[发明专利]一种用于岩石多角度压剪加卸荷的试验装置及加载方法

说明书

本发明公开了一种用于岩石多角度压剪加卸荷的试验装置及加载方法，属于材料复杂荷载测试技术领域，与单轴压缩试验机组合使用，试验装置能精确地实现对试样的加卸荷，能使试样从双向受压状态转化到压剪受力状态，并且能控制转化速率以及力的大小，荷载可控性高，具有足够的加卸载精度，对试验试样无特殊要求，无需进行二次加工，试验装置的加载系统结构简单，便于加工和后期维护，能够方便的进行试验操作，在不影响已有的单轴压缩试验机的正常使用的前提下，能够实现岩石试样的多角度压剪加卸载试验。

技术领域

本发明属于材料复杂荷载测试技术领域，涉及一种岩石试验装置，可用于岩石材料多角度压剪加卸荷的试验，具体地说为一种用于岩石多角度压剪加卸荷的试验装置及加载方法。

背景技术

近年来，随着国内基础设施建设的不断加速发展，国家对基础工程的建设投资力度也在不断加大。基础设施建设作为一切企业，单位和居民生产经营工作和生活的共同物质基础，受到国家的重点关注。

基础设施建设中的大坝、道桥、隧道和地下工程等建设施工问题是岩土工程学科的重要研究对象。其中，矿产资源开发、地下资源储藏、核废料地下淹埋等工程中出现的深部岩石力学问题亟待解决。目前，岩石的常规性能测试技术已经比较成熟，但岩石的常规性能指标已不能表征深部岩石复杂应力条件下的力学性质以及破坏规律。因此，研究岩石材料从稳定应力状态突变至复杂应力状态的力学性质及破坏规律，对于深部岩土工程的现场施工具有重要的现实意义。

受客观实验条件的限制，国内大多数岩石力学研究机构以及高校的相关专业仅配备有成本较低、便于基础教学的单轴压缩试验机和结构面剪切试验机。这类试验机一般只通过某一加载方向进行加载，进而得到岩石的单轴或剪切的力学性能。这从根本上限制了复杂应力条件下岩石力学性质的研究。在充分发挥现有仪器平台的基础上，创造出适用于复杂应力加卸荷条件的试验仪器，对于岩石力学试验研究意义重大。。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种用于岩石多角度压剪加卸荷的试验装置及加载方法，与单轴压缩试验机组合使用，在不影响已有的单轴压缩试验机的正常使用的前提下，能够实现岩石试样的多角度压剪加卸载试验。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种用于岩石多角度压剪加卸荷的试验装置，该试验装置由加载系统、液压系统、应力应变控制系统组成。其中包括：上夹板、下夹板、顶升器、液压储存箱、球阀、液压施加电机、液压平衡器、液压监测器、球阀、液压调节系统、压力记录器、导管、信号传导线、应力应变检测器、应力应变-液压控制处理器；所述液压储存箱通过所述导管与所述液压平衡器相连接；所述液压平衡器上安装所述液压施加电机和所述液压监测器；所述液压平衡器通过带有所述球阀的所述导管与所述液压调节系统相连接；所述压力记录器安装在所述液压调节系统上；所述液压调节系统通过所述信号传导线受所述应力应变-液压控制处理器控制；所述液压调节系统通过带有所述球阀的所述导管与所述顶升器相连接；所述球阀开关受所述应力应变-液压控制处理器控制；所述顶升器上安装有所述应力应变检测器；所述应力应变检测器通过所述信号传导线向所述应力应变-液压控制处理器传送试样所受应力应变的相关数值。

可选的，试验装置尺寸可根据试样尺寸形状定制，只需改变加载系统的试验装置组件即可实现对不同尺寸形状试样的多角度压剪卸荷试验。

可选的，所述顶升器的个数、摆放组合可根据所设计试验方案中想要模拟的试样受力情况进行调整。

可选的，所述顶升器与试样之间留有一定的间距，以便部分所述顶升器底板与试样不接触，进而在试样上形成剪切面。

可选的，所述顶升器底板与试样之间填充带有黄油的橡胶垫。

可选的，所述顶升器与所述上下夹板之间完全咬合。