[实用新型]一种用于研究岩石剪切行为的试验装置

说明书

本实用新型涉及岩石力学研究技术领域，公开了一种用于研究岩石剪切行为的试验装置，包括剪切装置、法向应力加载装置和剪切应力加载装置，剪切装置包括上剪切盒和下剪切盒，法向应力加载装置用于对上剪切盒施加法向力，剪切应力加载装置用于对下剪切盒施加水平剪切力；还包括超声波激励装置，超声波激励装置包括超声波发生器和超声振子，超声振子用于使岩石样品产生超声波激励。超声波发生器产生超声振动，经过超声振子对岩石样品产生超声波激励，破坏岩石样品内部的结构，不需要人为更换岩石样品，节省试验成本；同时通过调整超声波发生器产生的超声波的波频、振幅等特性，可改变岩石样品内裂隙的长度、大小和数量，增强试验的重复性和对比性。

技术领域

本实用新型涉及岩石力学研究技术领域，特别是涉及一种用于研究岩石剪切行为的试验装置。

背景技术

由于受到地质作用、风化作用的影响，大自然中的岩石大都受到侵蚀作用，并非绝对完整的致密状态。在探究岩石的剪切行为时，现有的实验仪器通常用于探究法向应力单独扰动下岩石的剪切行为，在探究岩石内部不同破坏程度和不同裂隙下受到法向应力扰动的剪切行为时，只能人为地不断更换样品。

但是岩石样品内部的裂隙大小、长度不一，人们更换样品时无法控制内部裂隙的状况；并且频繁地更换样品也会相应地改变岩石的其他参数，对比性就会大打折扣。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种用于研究岩石剪切行为的试验装置，以解决现有技术中在探究岩石内部不同破坏程度和不同裂隙下受到法向应力扰动的剪切行为时人为更换样品，岩石裂隙状况不受控、会改变岩石的其他参数的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于研究岩石剪切行为的试验装置，包括剪切装置、法向应力加载装置和剪切应力加载装置，所述剪切装置包括开口相对的上剪切盒和下剪切盒，所述上剪切盒与所述下剪切盒之间形成用于容纳岩石样品的容纳空间，所述下剪切盒可相对所述上剪切盒水平移动，所述法向应力加载装置用于对所述上剪切盒施加法向力，所述剪切应力加载装置用于对所述下剪切盒施加水平剪切力；

还包括超声波激励装置，所述超声波激励装置包括超声波发生器和与所述超声波发生器连接的超声振子，所述超声振子与岩石样品接触以使岩石样品产生超声波激励。

优选地，所述超声振子包括振子本体和布置在所述振子本体一端的振动盘，所述振动盘用于与岩石样品接触以施加超声波激励。

优选地，所述振子本体为兰杰文振子。

优选地，所述超声波激励装置还包括冷却箱，所述冷却箱内设置有冷却元件，所述超声振子布置在所述冷却箱内。

优选地，所述冷却元件为填充在所述冷却箱内的冷却液。

优选地，所述冷却箱布置在所述剪切装置的侧面，所述超声振子与岩石样品的侧面粘接固定。

优选地，所述超声振子共有两组，两组所述超声振子与所述上剪切盒、所述下剪切盒内的岩石样品一一对应。

优选地，所述下剪切盒的底部还布置有行走轮。

本实用新型实施例一种用于研究岩石剪切行为的试验装置与现有技术相比，其有益效果在于：在研究岩石样品的剪切行为时，超声波发生器产生超声振动，由于超声振子与岩石样品接触，经过超声振子可对岩石样品产生超声波激励，从而破坏岩石样品内部的结构，不需要人为更换岩石样品，节省试验时间和成本；同时通过调整超声波发生器产生的超声波的波频、振幅等特性，对岩石样品内部产生不同的破坏，从而改变岩石样品内裂隙的长度、大小和数量，探究不同裂隙对岩石剪切行为的影响，便于人们控制试验参数，增强试验的重复性和对比性。

附图说明

图1是本实用新型的用于研究岩石剪切行为的试验装置的结构示意图；

图2是图1的用于研究岩石剪切行为的试验装置的超声波激励装置的结构示意图；