[发明专利]直剪仪及岩石剪切试验方法

说明书

本申请公开了一种直剪仪及岩石剪切试验方法，包括岩样夹持装置、法向直剪机构及切向直剪机构，所述岩样夹持装置包括两相对设置的第一剪切盒和第二剪切盒，以盛放并夹持岩样；所述法向直剪机构与所述第一剪切盒抵接，以对所述岩样施加法向应力；所述切向直剪机构，与所述第二剪切盒抵接且与所述法向直剪机构轴向垂直，以对所述岩样施加切向应力；其中，在所述切向直剪机构与所述第二剪切盒之间设有切向应力调节装置，并通过所述切向应力调节装置调节所述切向应力的大小以测试所述岩样在不同切向应力下的断层剪切特征；本申请通过控制设备剪切刚度的大小，从而开展控制断层剪切运动形式的研究，得到不同切向应力下断层剪切运动模式的相关规律。

技术领域

本申请涉及岩土工程技术领域，尤其涉及一种直剪仪及岩石剪切试验方法。

背景技术

直剪仪是室内测定岩样抗剪强度的仪器，直剪试验测定的抗剪强度是在不同压力条件下，其一部分岩样对另外一部分岩样滑动时所具有的抵抗剪切的极限强度，测定时将岩样置于上下两样品盒之间，通过对样品盒内的岩样施加应力开展岩石剪切试验，进而研究断层的剪切特征形式。在实际使用时，现有的直剪仪垂直压力及水平剪切力调试不够灵活，无法精细化测试岩样在不同法向应力和切向应力下的断层剪切特征形式，测试的精准度和准确度容易受到的影响，导致直剪仪测试的效果和效率一般。

工程边坡的破坏大多数是由剪切破坏引起的，准确把握岩土体强度特性是岩土体及边坡稳定性分析的关键，研发一种对岩样施加应力调节更灵活、更精准的直剪仪显得尤为重要。

发明内容

本申请实施例提供了一种直剪仪及岩石剪切试验方法，通过控制设备剪切刚度的大小，从而开展控制断层剪切运动形式的相关研究，得到不同切向应力下断层剪切运动模式的相关规律，所述技术方案如下：

本申请第一方面提供一种直剪仪，包括岩样夹持装置、法向直剪机构及切向直剪机构，所述岩样夹持装置包括两相对设置的第一剪切盒和第二剪切盒，以盛放并夹持岩样；所述法向直剪机构与所述第一剪切盒抵接，以对所述岩样施加法向应力；所述切向直剪机构，与所述第二剪切盒抵接且与所述法向直剪机构轴向垂直，以对所述岩样施加切向应力；其中，在所述切向直剪机构与所述第二剪切盒之间设有切向应力调节装置，并通过所述切向应力调节装置调节所述切向应力的大小以测试所述岩样在不同切向应力下的断层剪切特征。

例如，在一个实施例提供的直剪仪中，所述切向直剪机构包括切向油缸和位于所述切向油缸端部的切向油缸压头，所述切向油缸压头与所述切向应力调节装置同轴设置且与所述切向应力调节装置抵接，并通过所述切向油缸驱动以对所述第二剪切盒施加切向应力。

例如，在一个实施例提供的直剪仪中，所述切向应力调节装置包括套筒及调节弹簧，所述套筒位于所述切向直剪机构与所述第二剪切盒之间，套设于所述切向油缸朝向所述第二剪切盒的端部，且与所述切向油缸同轴设置，所述套筒的一端与所述切向油缸连接，所述套筒的另一端与所述第二剪切盒抵接；所述调节弹簧位于所述套筒内，所述调节弹簧的一端为固定端，所述调节弹簧的另一端为活动端，所述固定端与所述切向油缸压头连接；其中，所述调节弹簧在所述切向油缸压头驱动下可沿所述套筒移动和/或收缩以使所述活动端与所述第二剪切盒抵接。

例如，在一个实施例提供的直剪仪中，在所述调节弹簧的所述固定端设有固定承压板，在所述调节弹簧的所述活动端设有滑动承压板，所述固定承压板与所述切向油缸压头连接，所述滑动承压板与所述套筒连接并可沿所述套筒滑动，以带动所述调节弹簧的所述活动端移动。

例如，在一个实施例提供的直剪仪中，在所述调节弹簧的所述固定端和所述活动端均固设有铁块板，所述固定端通过所述铁块板与所述固定承压板连接，所述活动端通过另一所述铁块板与所述滑动承压板连接，在所述固定承压板背离所述调节弹簧的表面设有磁块，所述固定承压板通过所述磁块与所述切向油缸压头磁性连接。