[发明专利]低温岩体变频变幅动态剪切声学物理试验系统及试验方法

权利要求书

1.低温岩体变频变幅动态剪切声学物理试验系统，其特征在于：包括低温控制子系统、动态剪切子系统、声学物理测试子系统和测量与控制子系统；

所述低温控制子系统包括环境箱(13)、制冷管(22)和温度控制采集箱(24)，所述环境箱(13)设置在主机框架(4)内，通过制冷管(22)与温度控制采集箱(24)连接；

所述动态剪切子系统设置在环境箱(13)内，包括油源(1)、竖向加载机构、横向剪切机构、剪切盒和岩体试样(52)，所述油源(1)通过油管(3)分别与竖向加载机构和横向剪切机构连接，剪切盒设置在竖向加载机构与横向剪切机构之间；

所述声学物理测试子系统包括设置在剪切盒上的超声成像系统和声发射定位系统；

所述测量与控制子系统包括位移测量系统与数据控制采集计算成像系统。

2.根据权利要求1所述的低温岩体变频变幅动态剪切声学物理试验系统，其特征在于：所述的竖向加载机构包括竖直连接盘(8)、竖直压头(9)、活塞(44)和缸筒(48)，所述缸筒(48)通过竖直油缸支撑环(6)安装在主机框架(4)上，且与油管(3)连接，所述活塞(44)通过竖直油缸缸盖(5)活动安装在缸筒(48)的内腔中，且安装在活塞(44)下端的竖直压板(7)通过竖直连接盘(8)、竖直连接柱(49)与竖直压头(9)连接，所述竖直压头(9)的下端设置有上压板(10)，所述上压板(10)与岩体试样(52)配合使用。

3.根据权利要求2所述的低温岩体变频变幅动态剪切声学物理试验系统，其特征在于：所述的横向剪切机构包括水平油缸支撑环(43)、水平油缸缸盖(42)、水平连接柱(47)、水平压头(49)和水平反力组件，所述缸筒(48)通过水平油缸支撑环(43)安装在主机框架(4)上，且与油管(3)连接，所述活塞(44)通过水平油缸缸盖(42)活动安装在缸筒(48)的内腔中，且安装在活塞(44)端部的水平压板(21)通过水平连接盘(20)、水平连接柱(47)与水平压头(19)连接，所述水平压头(19)与剪切盒配合使用；所述水平反力组件包括水平被杆(23)、被杆压头(31)和反力杆(32)，所述水平被杆(23)通过圆形螺母与主机框架(4)连接，所述反力杆(32)与水平被杆(23)连接，所述被杆压头(31)设置在反力杆(32)的末端，且与剪切盒配合使用。

4.根据权利要求1-3任一项所述的低温岩体变频变幅动态剪切声学物理试验系统，其特征在于：所述的剪切盒包括相互配合使用的上剪切盒(11)和下剪切盒(12)，且在上剪切盒(11)与下剪切盒(12)之间设置有导向条(40)，所述上剪切盒(11)和下剪切盒(12)均包括连接板(54)、侧板(53)、剪切钳口(50)和主推板(51)，所述侧板(53)对称设置在连接板(54)与主推板(51)的两侧，且通过连接栓与连接板(54)和主推板(51)连接，所述剪切钳口(50)设置在主推板(51)的内侧，且在剪切钳口(50)内侧形成用于安放岩体试样(52)的空腔，所述主推板(51)与横向剪切机构配合使用，所述导向条(40)设置在侧板(53)上的导向槽内，所述下剪切盒(12)的下侧还设置有滑动机构；且在所述连接板(54)、侧板(53)、剪切钳口(50)和主推板(51)上皆开设有固定尺寸的安装圆口。

5.根据权利要求4所述的低温岩体变频变幅动态剪切声学物理试验系统，其特征在于：所述的滑动机构包括底板(39)、辊架(46)、棍架连接垫块(15)和若干垫块(16)，所述底板(39)设置在下剪切盒(12)的下侧，且活动卡合在辊架(46)上侧，沿着设置在辊架(46)上的棍子(45)滑动，所述棍子(45)通过上棍(14)转动安装在辊架(46)上，所述辊架(46)通过棍架连接垫块(15)与垫块(16)连接，所述垫块(16)叠设有若干块，所述底层垫块(16)通过小院垫板(17)与主机框架(4)连接。