[发明专利]岩石结构面恒定法向刚度剪切试验仪及其试验方法

摘要

本发明公开了一种岩石结构面恒定法向刚度剪切试验仪及其试验方法，涉及岩石力学技术。本试验仪包括顶部横梁、立柱、底座横梁、左水平反力钢梁、右水平反力钢梁、台座、锚固螺栓、垫片、加劲肋、试样、剪切盒、水平滚排、竖向滚排、竖向加荷系统、水平加荷系统和控制管路。本方法是：①制样；②组装；③试验。本试验仪可以模拟岩石结构面在恒定法向刚度条件下的剪切特性，获得剪应力、法向应力、剪涨随剪切位移的变化规律。本试验方法制样简单，可实现大批量的试样制备，获得单一变量对岩石结构面剪切强度的影响规律。本试验装置标准统一，可实现多次工业复制，适用于各类岩石结构面在恒定法向刚度条件下的剪切试验。

主权项

1.一种岩石结构面恒定法向刚度剪切试验仪，其特征在于：本试验仪包括顶部横梁（1）、立柱（2）、底座横梁（3）、左水平反力钢梁（4）、右水平反力钢梁（5）、台座（6）、锚固螺栓（7）、垫片（8）、加劲肋（9）、试样（10）、剪切盒（11）、水平滚排（12）、竖向滚排（13）、竖向加荷系统（14）、水平加荷系统（15和控制管路（16）；所述的试样（10）为边长150mm的立方体，置于剪切盒（11）内，由岩样（10‑1）、结构面（10‑2）、水泥砂浆（10‑3）、和剪切缝（10‑4）组成；以岩样（10‑1）为中心，在岩样（10‑1）的结构面（10‑2）上、下、中分别设置有水泥砂浆10‑3和剪切缝（10‑4）；所述的剪切盒（11）由上剪切盒（11‑1）和下剪切盒（11‑2）组成，呈盒状，底面为正方形，正方形边长为153mm，盒深70mm；各构件的位置和连接关系是：顶部横梁（1）、立柱（2）和底座横梁（3）依次连接锚固组成外部反力框架；在框架内部，从左至右，左水平反力钢梁（4）、水平加荷系统（15）、剪切盒（11）、竖向滚排（13）、右水平反力钢梁（5）组成内部水平作用系统，从上至下，竖向加荷系统（14）、剪切盒（11）、水平滚排（12）、台座（6）依次连接组成内部竖向作用系统；左水平反力钢梁（4）、右水平反力钢梁（5）分别锚固在左右立柱（2）上，为水平加荷系统（15）提供水平反力支撑；台座（6）锚固在底座横梁（3），为竖向加荷系统（14）提供竖向反力支撑；水平滚排（12）、竖向滚排（13）分别设置在台座（6）上部、右水平反力钢梁（5）左侧，试样（10）放于剪切盒（11）内，剪切盒（11）置于水平滚排（12）之上，并使上剪切盒（11‑1）紧贴竖向滚排（13），可确保剪切试样（10）产生水平剪切位移和竖向剪涨。