[实用新型]模拟降雨渗流和爆破振动耦合的岩土体剪切流变试验剪切盒

说明书

本实用新型涉及一种模拟降雨渗流和爆破振动耦合的岩土体剪切流变试验剪切盒，设有由上顶板与上剪切体构成的上剪切盒，和由下剪切体与下底板构成的下剪切盒，上、下剪切盒通过竖向辊轴压紧连接，试件放置在上、下剪切盒连接后形成的空腔中；试件上部设有法向加载垫块及法向加载压头，法向加载压头与法向加载垫块内设有高压水/气输入通道；上剪切盒内设有推动螺钉和预夹紧板可推动试件与上剪切体贴合；剪切盒中设有环绕空腔的扁平凹槽及出水/气通道；上顶板上设有移动滑板，下剪切体两侧设有大滚珠排；下底板下设有滑动滚排。使用本剪切盒能保证高压水/气的密封及快速对试件进行干湿循环操作，剪切过程中的摩擦力小，模拟试验结果吻合真实情况。

技术领域

本实用新型涉及一种模拟降雨渗流和爆破振动耦合的岩土体剪切流变试验剪切盒。

背景技术

为了模拟、预测软弱夹层(岩土体)在自然工况下长期强度性质的变化情况，采用室内直接剪切试验来获得岩土体在各种条件下的力学性质参数是目前最为简便、有效的方法。

当前，研制降雨渗流和爆破振动耦合模拟岩土体剪切流变试验装置最核心的技术难点在于剪切盒的设计与加工。现有的岩石剪切流变试验剪切盒主要存在以下问题：

①、剪切盒以辐射流的方式进行高压水注入时，仅为单孔注入高压水，且插入试件内部的试件接头与法向加载垫块一体成型，完成一组试验后拆卸试件过程繁琐，影响试验效率。

②、在试验过程中可以使试件受到高压水的渗透而使含水率增加，但是无法使试件迅速干燥，因此难以模拟试件在自然条件下干湿循环的过程。

③、剪切盒内部用于放置试件的空腔尺寸是固定的，试件放入空腔之后可能会存有一定的空隙，而存在的空隙就会导致剪切过程中试件发生偏转，影响试验结果的准确性。

④、上剪切盒、下剪切盒在剪切过程中会产生滑动摩擦，这不仅会造成不必要的能量损耗，更重要的是所测出的试件抗剪强度大于实际抗剪强度，如何降低摩擦力对试验结果的影响是一个亟待解决的问题。

⑤、在进行剪切流变试验过程中施加循环振动荷载可以很好地模拟试件在实际工况下受到爆破振动影响，然而国内外目前尚无在剪切流变试验过程中对试件施加循环振动荷载的试验设备，如何对剪切盒进行相应的改造是一个创新性的问题。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能承受高水/气压、试验精度及效率高、方便快速实现试件的干湿循环而且还可以为施加循环振动荷载的装置进行相应设计的模拟降雨渗流和爆破振动耦合的岩土体剪切流变试验剪切盒。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：提供一种模拟降雨渗流和爆破振动耦合的岩土体剪切流变试验剪切盒，至少包括上剪切盒、下剪切盒、法向加载压头、法向加载垫块和试件接头；

所述的上剪切盒由上顶板与上剪切体通过内六角圆柱头螺钉连接构成，下剪切盒由下剪切体和下底板通过内六角圆柱头螺钉连接构成；上剪切盒两侧设有通孔，下剪切盒的两侧设有内螺纹连接孔，竖向辊轴穿过上剪切盒两侧的通孔，通过内螺纹连接孔与下剪切盒啮合，上剪切盒与下剪切盒通过竖向辊轴压紧接触，进行剪切流变试验时竖向辊轴能在通孔范围内随下剪切盒一同沿切向移动；上剪切盒和下剪切盒固定连接后在内壁形成一个放置试件的长方体空腔；

所述的上顶板中间设置有圆形通孔，法向加载压头穿过圆形通孔并压在法向加载垫块上，法向加载压头设有顶部凹槽，顶部凹槽用于隼接法向作动器的球形万向压头以施加法向的荷载，法向加载压头的下部设有用于连接法向加载垫块的下部凹槽；法向加载垫块为“凸”字形，“凸”字形头部嵌合在法向加载压头的下部凹槽中，法向加载垫块的两肩部分与上顶板接触，法向加载垫块的侧边与上剪切体内壁接触；