[发明专利]一种描述混凝土-围岩粘结面压剪损伤的装置及方法

权利要求书

1.一种描述混凝土-围岩粘结面压剪损伤的装置，其特征在于，包括混凝土-围岩试件、裂缝张口位移计和轴向引伸计；

所述混凝土-围岩试件包括固定相连的岩石样品和喷射混凝土，所述岩石样品和喷射混凝土的连接面呈斜面，且连接面处安装有所述裂缝张口位移计；

所述混凝土-围岩试件两端设有轴向引伸计夹头，两个所述轴向引伸计夹头间安装有若干轴向引伸计。

2.根据权利要求1所述的描述混凝土-围岩粘结面压剪损伤的装置，其特征在于，还包括安装于所述混凝土-围岩试件表面的钢箍，所述钢箍上设有均匀分布的固定孔洞，所述固定孔洞内安装有声发射探头。

3.根据权利要求2所述的描述混凝土-围岩粘结面压剪损伤的装置，其特征在于，所述声发射探头通过传感器盖帽压实于所述固定孔洞内。

4.根据权利要求2所述的描述混凝土-围岩粘结面压剪损伤的装置，其特征在于，所述钢箍包括与水平面平行安装的水平钢箍以及与所述岩石样品和喷射混凝土的连接面平行安装的斜向钢箍。

5.根据权利要求2所述的描述混凝土-围岩粘结面压剪损伤的装置，其特征在于，所述钢箍的开口端以带弹簧的螺杆和螺帽固定连接。

6.根据权利要求1或2所述的描述混凝土-围岩粘结面压剪损伤的装置，其特征在于，所述混凝土-围岩试件呈圆柱形且径高比为1：2，所述岩石样品和喷射混凝土连接面的斜坡度为15-60°。

7.根据权利要求1或2所述的描述混凝土-围岩粘结面压剪损伤的装置，其特征在于，所述混凝土-围岩试件的两端均设有钢盘，所述轴向引伸计夹头安装于所述钢盘上；所述轴向引伸计的数量为3个且均匀安装于所述轴向引伸计夹头间。

8.根据权利要求1或2所述的描述混凝土-围岩粘结面压剪损伤的装置，其特征在于，所述裂缝张口位移计安装于位移计夹头上，所述位移计夹头包括两个分别安装于所述岩石样品和喷射混凝土上的位移计夹片；所述位移计夹头的数量为两个，分别安装于所述岩石样品和喷射混凝土连接面的最低处和最高处。

9.一种描述混凝土-围岩粘结面压剪损伤的方法，其特征在于，包括以下步骤：

制作一端面倾斜的岩石样品，在倾斜面喷射与岩石样品等厚度的喷射混凝土，获得混凝土-围岩试件；

对加载前的混凝土-围岩试件进行高精度CT测试并记录界面断层数据；

在岩石样品和喷射混凝土的连接面处安装裂缝张口位移计，在混凝土-围岩试件两端安装轴向引伸计夹头，然后在两个轴向引伸计夹头间安装若干轴向引伸计；

采用MTS试验机对混凝土-围岩试件进行压剪加载，以轴向引伸计控制加载速率，获得应力-应变曲线，以裂缝张口位移计监测加载过程中岩石样品和喷射混凝土的连接面的剪切位移，在不同的压剪加载阶段进行高精度CT测试并记录界面断层数据；

根据测得的轴向应变、剪切位移与荷载的关系，分析混凝土-围岩试件轴向应变、剪切位移的应变率效应，根据高精度CT测试数据对试件内部结构进行精细的无损重建。

10.一种描述混凝土-围岩粘结面压剪损伤的方法，其特征在于，包括以下步骤：

制作一端面倾斜的岩石样品，在倾斜面喷射与岩石样品等厚度的喷射混凝土，获得混凝土-围岩试件；

在岩石样品和喷射混凝土的连接面处安装裂缝张口位移计，在混凝土-围岩试件两端安装轴向引伸计夹头，然后在两个轴向引伸计夹头间安装若干轴向引伸计，安装钢箍，在固定孔洞内安装声发射探头；

采用MTS试验机对混凝土-围岩试件进行压剪加载，以轴向引伸计控制加载速率，获得应力-应变曲线，以裂缝张口位移计监测加载过程中岩石样品和喷射混凝土的连接面的剪切位移，声发射探头采集压剪破坏过程中的声发射源信号；

根据测得的轴向应变、剪切位移与荷载的关系，分析混凝土-围岩试件轴向应变、剪切位移的应变率效应，根据采集的压剪破坏过程中的声发射源信号定位声发射源的空间位置和分析压剪损伤值。