[发明专利]单轴双向同步控制电磁加载动态剪切试验装置和测试方法

摘要

本发明提供了一种单轴双向同步控制电磁加载动态剪切试验装置和测试方法，单轴双向同步控制电磁加载动态剪切试验装置包括支撑平台、加载杆件系统、电磁脉冲发射系统、法向压力伺服控制加载系统、数据监测与采集系统。基于本发明所述试验装置，可以开展接近实际工况条件下的恒定法向压力的岩石类材料动态剪切试验研究，并且可根据试验需要，选用不同试验尺寸大小的完整岩石类试样或含单一结构面的节理岩石类试样开展应变率为10¹~10³s^‑1条件下的动态剪切力学特性和剪切破坏规律研究，从而可为岩体工程和结构工程等的设计、施工、防护以及安全性和稳定性评估提供重要的理论基础和技术支持。

主权项

1.一种单轴双向同步控制电磁加载动态剪切试验装置，其特征在于：包括支撑平台(1)、左侧电磁脉冲激发腔(2)、左侧电磁脉冲激发腔支座(3)、左侧应力波加载杆(4)、应力波加载杆支座(5)、右侧电磁脉冲激发腔(6)、右侧电磁脉冲激发腔支座(7)、右侧应力波加载杆(8)、底板(9)、顶板(10)、支撑柱(11)、液压加载装置(12)、作动器(13)、基座(14)、测试试样(15)及应变片(16)；试验装置以测试试样(15)为中心，布置于其左右两侧，左侧动态剪切加载装置包括左侧电磁脉冲激发腔(2)、左侧电磁脉冲激发腔支座(3)、左侧应力波加载杆(4)和应力波加载杆支座(5)，其中左侧电磁脉冲激发腔(2)安置于左侧电磁脉冲激发腔支座(3)上，左侧电磁脉冲激发腔(2)和左侧电磁脉冲激发腔支座(3)能够在支撑平台(1)上沿加载杆轴向移动并固定在满足试验需求的位置处；左侧应力波加载杆(4)平放在应力波加载杆支座(5)的卡槽内，并能够在支座卡槽内自由的左右滑动；左侧应力波加载杆(4)的入射端与左侧电磁脉冲激发腔(2)的右侧应力波输出端面自由接触，将应力波传入至左侧应力波加载杆，随后应力波沿着杆轴线方向向测试试样传播并对其进行从左往右施加动态剪切荷载；右侧动态剪切加载装置包括右侧电磁脉冲激发腔(6)、右侧电磁脉冲激发腔支座(7)、右侧应力波加载杆(8)以及应力波加载杆支座(5)，其中右侧电磁脉冲激发腔(6)安置于右侧电磁脉冲激发腔支座(7)上，右侧电磁脉冲激发腔(6)和右侧电磁脉冲激发腔支座(7)能够在支撑平台(1)上沿加载杆轴向移动并固定在满足试验需求的位置处；右侧应力波加载杆(8)平放在应力波加载杆支座(5)的卡槽内，并能够在支座卡槽内自由的左右滑动；右侧应力波加载杆(8)的入射端与右侧电磁脉冲激发腔(6)的左侧应力波输出端面自由接触，将应力波传入至右侧应力波加载杆，随后应力波沿着杆轴线方向向测试试样传播并对其进行从右往左施加动态剪切荷载；法向压力伺服控制加载系统包括底板(9)、顶板(10)、支撑柱(11)、液压加载装置(12)、作动器(13)和基座(14)，其中底板(9)和顶板(10)通过支撑柱(11)连接起来构成法向压力伺服控制加载装置的加载框架系统，液压加载装置(12)固定在顶板(10)上，作动器(13)与液压加载装置(12)连接，用于将液压加载装置提供的油压传递至测试试样(15)的上表面，基座(14)位于底板(9)上，用于安放测试试样(15)，并且基座(14)与作动器(13)一起构成一组作用力和反作用力结构，分别对测试试样(15)从下表面和上表面施加静态法向压力；所述应变片(16)分别粘贴于左侧应力波加载杆(4)和右侧应力波加载杆(8)的上下表面。