CN103163026A - 一种岩土压剪流变试验机及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩土压剪流变试验机及试验方法，包括主机架，主机架上设有垂向加载系统和水平向加载系统，由计算机控制的伺服油压系统向垂向加载系统和水平向加载系统提供油压。本发明通过增加剪切装置、水平加载系统、伺服液压系统、电控系统，以实现试验的自动化、可控化、精确化。仪器利用了原有的废旧压力机主机架及垂直向油缸，从而节约了近50%的费用，试验机可针对岩石、岩体、土石混合体等试验材料，进行如下几类试验：压缩试验、剪切试验、残余强度剪切试验、压缩流变试验和剪切流变试验。

Description

一种岩土压剪流变试验机及试验方法

技术领域

本发明属于岩土试验设备技术领域，涉及一种岩土压剪流变试验机及试验方法。

背景技术

大型岩土压剪流变试验机是一种用于岩土工程领域的室内试验设备，其目的是通过室内试验研究岩石、岩体及土石混合体的抗压和抗剪强度性质，尤其是研究岩土体在长历时力作用下的压缩和剪切流变特性，从而获取工程岩土体的应力、应变随时间的发展变化规律，以及定量化岩土体的力学指标，为科研、生产提供基础资料。

目前国内许多科研单位面临第一批岩土试验设备的更新换代，试验设备逐渐从人工手动控制向计算机伺服控制的无人值守化过渡，而新设备的价格较高，尤其是高压大型设备，其价格动辄上百万，往往让许多科研和生产单位望而止步，而以往的老设备很多也并不是完全不能使用，所以造成岩土工程试验设备陈旧的现象随处可见。老设备往往靠人为控制和读数，不但浪费了人力物力，而且受实验人员的经验和操作熟练程度影响较大，试验精度大打折扣，尤其是在岩石力学试验中，老旧的试验方法还会对试验人员造成伤害。

常用的土体剪切试验机（如四联剪）是通过手动添加砝码，施加不同竖向荷载，通过齿轮箱简单控制剪切速率，人工记录变形数据，如需进行反复剪还需手动退回原位置，操作程序相当复杂，且极不人性化，其试验数据误差较大，一般都要后期经过人为修正才能获得较好的结果，人为主观性影响太大。另一方面，常用的岩土试验机所能试验的试样尺寸一般较小，最大不超过20cm。对于研究节理岩体或大颗粒土石混合体，这种小试样就缺乏代表性，试验得到的结果与真实情况相差甚远。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种岩土压剪流变试验机及试验方法，在原有老式岩块压力机的基础上进行改造，实现试验的自动化、可控化、精确化。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种岩土压剪流变试验机，包括主机架，主机架上设有垂向加载系统和水平向加载系统，由计算机控制的伺服油压系统向垂向加载系统和水平向加载系统提供油压；

所述的主机架包括相互垂直连接的螺纹导向杆和剪切装置支架，螺纹导向杆的底端与仪器基座相连接，仪器基座内设置有垂向油缸，垂向油缸通过升降囊与下承压板相连接；剪切装置支架上设有可水平移动的行车机构；

垂向加载系统设置在螺纹导向杆上，包括可沿螺纹导向杆上下运动的爬升装置，爬升装置通过球面接头、连接构件与压力钢桶相连接；压力钢桶内设有压力和变形传感器，通过与压力钢桶相连接的上承压板封闭在压力钢桶中；

水平向加载系统设置在行车机构上，包括与行车机构固定连接的水平油缸支架，水平油缸支架内设有水平油缸，水平油缸的推移轴通过球面接头与下剪切盒相连接，下剪切盒与行车机构通过滑轮机构或滑轨机构滑动连接，下剪切盒上设有上剪切盒，上剪切盒通过剪切盒支架与行车机构固定连接；下剪切盒上设有水平位移计，上剪切盒上设有垂向位移计；

伺服油压系统包括液压泵、伺服阀各两套，与电源箱、水冷散热器均固定在油箱上；液压泵通过箱内管路与水冷散热器的一端相连接，再由水冷散热器另一端通过管路连接伺服阀，伺服阀受计算机调节来控制油量和进油速率；两套液压装置通过加载油接口和卸载油接口分别与垂向加载系统和水平向加载系统的油缸相连接。

所述的爬升装置内嵌有球面接头凹端，球面接头凸端与球面接头凹端活动连接，压力钢桶通过第二连接构件和第一连接构件与球面接头凸端相连接，上承压板和第二连接构件均通过内丝与压力钢桶相连接。

所述的下剪切盒与上剪切盒对齐后构成剪切空间，剪切空间的两个受剪侧面设有高强度合金板，上下面分别设有上盖压板和下盖压板。

所述的上盖压板和下盖压板透水或不透水，根据需要来更换。

所述的加载油接口、卸载油接口与伺服阀组成两组加压系统，分别控制垂直向和水平向加载系统，垂直向组分别与垂直向加载系统的加载、卸载油接口相连接，水平向组分别与水平向加载系统加载、卸载油接口相连接。

所述在装样阶段时，在下剪切盒内放入下盖压板，将试样置于上剪切盒和下剪切盒组成的试样空间，盖上上盖压板，然后将行车机构推入试验位置，定位桩接入行车机构底部设置的定位孔，将垂向加载系统和水平向加载系统固定；

电动调整爬升装置位置，通过计算机控制伺服阀，限定液压泵的液压，其液压通过液压表读出；当油源进入垂向油缸，则整个试验装置被顶起，上部上盖压板与上承压板接触，并放置好水平位移计和垂向位移计。

所述在试验阶段时，垂向油缸继续向上推进，升降囊伸长，施加竖向荷载至预设荷载或位移达到预设位移时，完成竖向压缩试验；

在到达预设荷载时，通过计算机控制伺服阀，油源进入水平油缸，水平油缸向前推进，试样受水平向剪切力作用，直至完成试验。

伺服阀由计算机伺服控制，根据预设条件进行，通过压力钢桶中的压力和变形传感器测垂向荷载和变形，通过水平油缸内部测水平向荷载和变形，水平位移计、垂向位移计测得试样的不均匀变形。

所述在卸样阶段时，水平油缸暂停移动，伺服控制下降油接口进油、上升油接口出油，垂向加载系统下降，直至行车机构与行车支架接触，定位桩从定位孔中脱开；同时控制后进油接口进油、前进油接口出油，待下剪切盒回到初始位置时停止，将行车机构推出，去掉垂向位移计和上盖压板，卸除试样。

基于所述的岩土压剪流变试验机的试验方法，包括以下试验操作：

1）进行压缩试验：按所述装样阶段装好试样后，通过计算机控制伺服阀，按等压力或等位移增加方式对试样垂向进行加载压缩，升降囊持续上升，当到达预设压力或位移时停止试验，再按所述卸样阶段卸除试样，试验结束；

2）进行剪切试验：按所述装样阶段装好试样后，通过计算机控制垂向伺服阀，按等压力增加方式对试样垂向进行压缩，升降囊继续上升，当到达预设压力或位移时垂向压力保持，根据试验需要保持一段时间后，计算机控制水平向伺服阀，按等压力或等位移增加方式对试样水平向进行剪切，至预设压力或位移时水平向停止试验，再按所述卸样阶段卸除试样，试验结束；

3）进行残余强度剪切试验：按步骤2）所述操作至水平向停止试验后，试样并不取出，将下剪切盒退回原始位置后，继续加垂向和水平向压力，反复进行多次，再按所述卸样阶段卸除试样，试验结束；

4）进行压缩流变试验：在步骤1）所述的压缩试验的基础上，预先设定多级压力，每一级压力到达后都保持一段时间，然后施加下一级压力，升降囊也是逐级上升，直到岩土体发生明显的破坏，停止试验，再按所述卸样阶段卸除试样，试验结束；

5）进行剪切流变试验：在步骤2）所述的剪切试验的基础上，预先设定多级剪切力，每一级剪切力到达后都保持一段时间，然后施加下一级剪切力，水平油缸也是逐级向前推进，直到岩土体发生明显的破坏，再按所述卸样阶段卸除试样，试验结束。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的岩土压剪流变试验机，针对岩块、节理岩体和土石混合体进行大尺寸试样压缩-剪切试验，一方面增加了水平向液压缸和大尺寸剪切盒装置，以完成水平剪切功能，另一方面增加了计算机控制系统和伺服液压系统，能够采用已设置的常用试验方案或根据试验要求自己设定特殊的试验方案，并即时采集压力、变形等试验数据，从而达到稳定、准确的操控，提高试验效率。

本发明可以在旧仪器基础上改造，费用低廉。可利用老旧的岩石压力机主机架和垂向加载系统，从而节约了近50%的费用，试验机可针对岩石、岩体、土石混合体等试验材料，进行如下几类试验：①压缩试验；②剪切试验；③残余强度剪切试验；④压缩流变试验；⑤剪切流变试验。

本发明提供的岩土压剪流变试验机及试验方法，其试样不受岩土性质限制。本发明可针对目前各类岩土体进行试验，如硬质和软质的完整岩块、节理岩体、松散碎石土、细颗粒粘土或粉土，甚至混凝土试件等土木工程材料均可采用本发明进行压、剪力学试验。

本发明提供的岩土压剪流变试验机及试验方法，其试验应力范围大。不但能完成常规低应力压剪试验，而且可以完成高应力压剪试验，在全尺寸试样条件下，垂直向极限压应力达16MPa，水平向极限剪应力达8MPa，对于常见的各种初始地应力均可完全还原试样原始状态，并完成岩石的压、剪强度试验。

本发明提供的岩土压剪流变试验机及试验方法，其试样尺寸大，代表性强。岩体作为一种非完整、非均质、各向异性的材料，采用小尺寸试样容易漏判结构面对岩体性质的作用，使试验结果表现出很强的离散性，尤其对于碎块石组成的碎石土很少能有试样尺寸达到最大粒径的5倍以上，所以工程上一般对大粒径碎石土只能采用经验估计法确定参数，而本发明可完成最大35cm正方体试样的试验，对碎石土可完成最大7cm颗粒的压、剪试验，结果代表性较强。

本发明提供的岩土压剪流变试验机及试验方法，试验通过计算机控制伺服装置，自动、精确、安全。采用应力和位移两种参考方式，程序化控制，可满足各种不同要求的试验，由于配备水冷装置，还可进行岩土体的长历时流变试验。

本发明提供的岩土压剪流变试验机，易于进行多次改造。还可根据不同的试验需求进行改造，比如对剪切盒侧面改换成有机玻璃窗，可随时观察试样的变形破坏情况，或通过增加配件减小试样尺寸，从而完成更多试样尺寸的试验等等。

附图说明

图1是试验主机结构侧面示意图。

图2是试验主机结构正面示意图。

图3是伺服液压系统侧面结构示意图。

图4是伺服液压系统正面结构示意图。

图5是试验主机工作示意图。

其中，1为螺纹导向杆，2为手动转盘，3为爬升装置，4为球面接头凹端，5为球面接头凸端，6为第一连接构件，7为含螺母连接螺栓（×4），8为连接螺栓（×4），9为第二连接构件，10为压力钢桶，11为上承压板，12为定位桩，13为下承压板，14为升降囊，15为下降油接口，16为仪器基座，17为垂向油缸，18为上升油接口，19为水平位移计（×2），20为剪切盒支架，21为下剪切盒，22为上剪切盒，23为高强度合金板，24为下盖压板，25为上盖压板，26为垂向位移计（×4），27为球面接头，28为水平油缸支架，29为后退油接口，30为水平油缸，31为前进油接口，32为滑轮机构，33为行车机构，34为定位孔，35为剪切装置支架，36为电源箱，37为液压泵，38为加载油接口，39为卸载油接口，40为液压表，41为伺服阀，42为油量表，43为油箱，44为水冷散热器。

具体实施方式

下面结合具体的实施例和附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明提供的岩土压剪流变试验机，可以在原有老式岩块压力机的基础上进行改造，增加水平向剪切系统，通过计算机和伺服液压系统设定试验方法、控制试验进程、读取试验结果，而其研制费用却相对低廉，并且可根据不同试验要求进行后期改造，节约、稳定、精确、易操作是本发明的主要特点。

参见图1～图5，一种岩土压剪流变试验机，包括主机架，主机架上设有垂向加载系统和水平向加载系统，由计算机控制的伺服油压系统向垂向加载系统和水平向加载系统提供油压；

所述的主机架包括相互垂直连接的螺纹导向杆1和剪切装置支架35，螺纹导向杆1的底端与仪器基座16相连接，仪器基座16内设置有垂向油缸17，垂向油缸17通过升降囊14与下承压板13相连接；剪切装置支架35上设有可水平移动的行车机构33；

垂向加载系统设置在螺纹导向杆1上，包括可沿螺纹导向杆1上下运动的爬升装置3，爬升装置3通过球面接头、连接构件与压力钢桶10相连接；压力钢桶10内设有压力和变形传感器，通过与压力钢桶10相连接的上承压板11封闭在压力钢桶10中；

水平向加载系统设置在行车机构33上，包括与行车机构33固定连接的水平油缸支架28，水平油缸支架28内设有水平油缸30，水平油缸30的推移轴通过球面接头27与下剪切盒21相连接，下剪切盒21与行车机构33通过滑轮机构或滑轨机构32滑动连接，下剪切盒21上设有上剪切盒22，上剪切盒22通过剪切盒支架20与行车机构33固定连接；下剪切盒21上设有水平向位移计19，上剪切盒22上设有垂向位移计26；

伺服油压系统包括液压泵37、伺服阀41各两套，与电源箱36、水冷散热器44均固定在油箱43上；液压泵37通过箱内管路与水冷散热器44的一端相连接，再由水冷散热器44另一端通过管路连接伺服阀41，伺服阀41受计算机调节来控制油量和进油速率；两套液压装置通过加载油接口38和卸载油接口39分别与垂向加载系统和水平向加载系统的油缸相连接。

具体的，所述的爬升装置3内嵌有球面接头凹端4，球面接头凸端5与球面接头凹端4活动连接，压力钢桶10通过第二连接构件9和第一连接构件6与球面接头凸端5相连接，上承压板11和第二连接构件9均通过内丝与压力钢桶10相连接。

所述的下剪切盒21与上剪切盒22对齐后构成剪切空间，剪切空间的两个受剪侧面设有高强度合金板23，上下面分别设有上盖压板25和下盖压板24。

所述的上盖压板25和下盖压板24透水或不透水，根据需要来更换。

所述的加载进油接口38、卸载进油接口39与伺服阀41组成两组加压系统，分别控制垂直向和水平向加载系统，垂直向组分别与垂直向加载系统的加载、卸载油接口相连接，水平向组分别与水平向加载系统加载、卸载油接口相连接。

1）下面对各部件进行详细的说明介绍

参见图1～图5，螺纹导向杆1作为整个仪器的主要支架；爬升装置3可通过电动控制，或通过手动转盘2的转动手动控制其沿1的螺纹上下运动，控制垂向加压位置；球面接头凹端嵌入爬升装置3内，与球面接头凸端5组成球面接头，并通过含螺母连接螺栓7固定，第一连接构件6是球面接头凸端5与第二连接构件9的连接构件，通过连接螺栓8相连接；压力钢桶10通过内丝与第二连接构件9和上承压板11连接，在压力钢桶10内设有压力和变形传感器；

定位桩12用来对整个行车机构进行固定、定位；下承压板13用来稳定上部行车机构，增加承压面积；仪器基座16与地面通过螺栓固定；

垂向油缸17通过下降油接口15和上升油接口18控制整个系统上升和下降，即加压和卸载；

水平位移计19、垂向位移计26分别测量试样的水平向和垂向变形量；剪切盒支架20固定上部剪切盒；下剪切盒21、上剪切盒22共同组成剪切装置的下部和上部剪切盒；高强度合金板23具有很高的硬度，高于各种岩石的强度；下盖压板24、上盖压板25分别是下部和上部盖压板，可更换为透水和不透水两种；球面接头27可保证力与运动方向一致，并防止产生偏心力矩；水平油缸支架28固定水平剪切装置；水平油缸30通过前进油接口31和后退油接口29控制剪切装置前进、后退；滑轮机构32减少剪切装置的不良摩擦；行车机构33为装卸样而设置的行车机构；定位孔34为行车机构的定位孔，试验时与定位桩12对接；剪切装置支架35支撑整个行车机构；

电源箱36为整个机器的电源控制箱；液压泵37为试验提供高压油压，与加载油接口38、卸载油接口39、液压表40、伺服阀41组成一组，共两组（垂向、水平向各一组），分别提供垂向和水平向的油压；

加载油接口38、卸载油接口39分别为加载进油接口和卸载进油接口，垂向控制分别与上升油接口18、下降油接口15连接，水平向分别与前进油接口31、后退油接口29连接；液压表40与加载油接口38连接，测量工作时油压；伺服阀41通过计算机自动控制油压；油量表42可直观看到剩余油量；油箱43为装油铁箱；水冷散热器44采用自来水循环降温，保证仪器在稳定温度内运行。

2）与一般的土工试验过程相同，在试验经历装样、试验、卸样三个阶段，分述如下。

装样阶段：仪器工作时，首先进行装样，在下剪切盒21内放入下盖压板24，将试样置于上剪切盒22和下剪切盒21组成的试样空间，盖上上盖压板25，然后将行车机构33推入试验位置，定位桩12接入行车机构33底部设置的定位孔34，将垂向加载系统和水平向加载系统固定；

电动调整爬升装置3位置，通过计算机控制伺服阀41，限定液压泵37的液压，其液压通过液压表40读出；当油源从上升油接口18进入垂向油缸17，则整个试验装置被顶起，上部上盖压板25与上承压板11接触，并放置好水平位移计19和垂向位移计26，则完成装样阶段。

在试验阶段时，垂向油缸17继续向上推进，升降囊14伸长，施加竖向荷载至预设荷载或位移达到预设位移时，完成竖向压缩试验；

在到达预设荷载时，通过计算机控制伺服阀41，油源从前进油口进入水平油缸30，水平油缸30向前推进，试样受水平向剪切力作用，直至完成试验。

该阶段中伺服阀41由计算机伺服控制，根据预设条件进行，通过压力钢桶10中的压力和变形传感器测垂向荷载和变形，通过水平油缸30内部测水平向荷载和变形，水平位移计19、垂向位移计26测得试样的不均匀变形，获取试样的变形破坏规律。

在卸样阶段时，水平油缸30暂停移动，伺服控制下降油接口15进油、上升油接口18出油，垂向加载系统下降，直至行车机构33与行车支架35接触，将定位桩12从定位孔34中脱开；同时控制后退油接口29进油、前进油接口31出油，待下剪切盒21回到初始位置时停止，将行车机构33推出，去掉垂向位移计26和上盖压板25，卸除试样，试验结束。

基于所述的岩土压剪流变试验机的试验方法，可进行如下几类试验：①压缩试验；②剪切试验；③残余强度剪切试验；④压缩流变试验；⑤剪切流变试验，具体包括以下试验操作：

1）进行压缩试验：按所述装样阶段装好试样后，通过计算机控制伺服阀，按等压力或等位移增加方式对试样垂向进行加载压缩，升降囊持续上升，当到达预设压力或位移时停止试验，再按所述卸样阶段卸除试样，试验结束；

2）进行剪切试验：按所述装样阶段装好试样后，通过计算机控制垂向伺服阀，按等压力增加方式对试样垂向进行压缩，升降囊继续上升，当到达预设压力或位移时垂向压力保持，根据试验需要保持一段时间后，计算机控制水平向伺服阀，按等压力或等位移增加方式对试样水平向进行剪切，至预设压力或位移时水平向停止试验，再按所述卸样阶段卸除试样，试验结束；

3）进行残余强度剪切试验：按步骤2）所述操作至水平向停止试验后，试样并不取出，将下剪切盒退回原始位置后，继续加垂向和水平向压力，反复进行多次，再按所述卸样阶段卸除试样，试验结束；

4）进行压缩流变试验：在步骤1）所述的压缩试验的基础上，预先设定多级压力，每一级压力到达后都保持一段时间，然后施加下一级压力，升降囊也是逐级上升，直到岩土体发生明显的破坏，停止试验，再按所述卸样阶段卸除试样，试验结束；

5）进行剪切流变试验：在步骤2）所述的剪切试验的基础上，预先设定多级剪切力，每一级剪切力到达后都保持一段时间，然后施加下一级剪切力，水平油缸也是逐级向前推进，直到岩土体发生明显的破坏，再按所述卸样阶段卸除试样，试验结束。

若卸载后继续多次重复剪切试验，即可完成反复剪切试验；若通过长历时较低应力控制压剪速率，则可完成流变试验，但由于试验时间较长，需对水冷散热器44通入自来水，达到降温效果，保证伺服装置稳定运行。试验时还可更换下盖压板24、上盖压板25达到透水和不透水两种状态的试验效果。

本发明提供的岩土压剪流变试验机及试验方法，其试样不受岩土性质限制。本发明可针对目前各类岩土体进行试验，如硬质和软质的完整岩块、节理岩体、松散碎石土、细颗粒粘土或粉土，甚至混凝土试件等土木工程材料均可采用本发明进行压、剪力学试验。

本发明提供的岩土压剪流变试验机及试验方法，其试验应力范围大。不但能完成常规低应力压剪试验，而且可以完成高应力压剪试验，在全尺寸试样条件下，垂直向极限压应力达16MPa，水平向极限剪应力达8MPa，对于常见的各种初始地应力均可完全还原试样原始状态，并完成岩石的压、剪强度试验。

Claims (10)

1.一种岩土压剪流变试验机，其特征在于，包括主机架，主机架上设有垂向加载系统和水平向加载系统，由计算机控制的伺服油压系统向垂向加载系统和水平向加载系统提供油压；

所述的主机架包括相互垂直连接的螺纹导向杆（1）和剪切装置支架（35），螺纹导向杆（1）的底端与仪器基座（16）相连接，仪器基座（16）内设置有垂向油缸（17），垂向油缸（17）通过升降囊（14）与下承压板（13）相连接；剪切装置支架（35）上设有可水平移动的行车机构（33）；

垂向加载系统设置在螺纹导向杆（1）上，包括可沿螺纹导向杆（1）上下运动的爬升装置（3），爬升装置（3）通过球面接头、连接构件与压力钢桶（10）相连接；压力钢桶（10）内设有压力和变形传感器，通过与压力钢桶（10）相连接的上承压板（11）封闭在压力钢桶（10）中；

水平向加载系统设置在行车机构（33）上，包括与行车机构（33）固定连接的水平油缸支架（28），水平油缸支架（28）内设有水平油缸（30），水平油缸（30）的推移轴通过球面接头（27）与下剪切盒（21）相连接，下剪切盒（21）与行车机构（33）通过滑轮机构或滑轨机构（32）滑动连接，下剪切盒（21）上设有上剪切盒（22），上剪切盒（22）通过剪切盒支架（20）与行车机构（33）固定连接；下剪切盒（21）上设有水平向位移计（19），上剪切盒（22）上设有垂向位移计（26）；

伺服油压系统包括液压泵（37）、伺服阀（41）各两套，与电源箱（36）、水冷散热器（44）均固定在油箱（43）上；液压泵（37）通过箱内管路与水冷散热器（44）的一端相连接，再由水冷散热器（44）另一端通过管路连接伺服阀（41），伺服阀（41）受计算机调节来控制油量和进油速率；两套液压装置通过加载油接口（38）和卸载油接口（39）分别与垂向加载系统和水平向加载系统的油缸相连接。

2.如权利要求1所述的岩土压剪流变试验机，其特征在于，所述的爬升装置（3）内嵌有球面接头凹端（4），球面接头凸端（5）与球面接头凹端（4）活动连接，压力钢桶（10）通过第二连接构件（9）和第一连接构件（6）与球面接头凸端（5）相连接，上承压板（11）和第二连接构件（9）均通过内丝与压力钢桶（10）相连接。

3.如权利要求1所述的岩土压剪流变试验机，其特征在于，所述的下剪切盒（21）与上剪切盒（22）对齐后构成剪切空间，剪切空间的两个受剪侧面设有高强度合金板（23），上下面分别设有上盖压板（25）和下盖压板（24）。

4.如权利要求1所述的岩土压剪流变试验机，其特征在于，所述的上盖压板（25）和下盖压板（24）透水或不透水，根据需要来更换。

5.如权利要求1所述的岩土压剪流变试验机，其特征在于，所述的加载油接口（38）、卸载油接口（39）与伺服阀（41）组成两组加压系统，分别控制垂直向和水平向加载系统，垂直向组分别与垂直向加载系统的加载、卸载油接口相连接，水平向组分别与水平向加载系统加载、卸载油接口相连接。

6.如权利要求1所述的岩土压剪流变试验机，其特征在于，在装样阶段时，在下剪切盒（21）内放入下盖压板（24），将试样置于上剪切盒（22）和下剪切盒（21）组成的试样空间，盖上上盖压板（25），然后将行车机构（33）推入试验位置，定位桩（12）接入行车机构（33）底部设置的定位孔（34），将垂向加载系统和水平向加载系统固定；

电动调整爬升装置（3）位置，通过计算机控制伺服阀（41），限定液压泵（37）的液压，其液压通过液压表（40）读出；当油源进入垂向油缸（17），则整个试验装置被顶起，上部上盖压板（25）与上承压板（11）接触，并放置好水平位移计（19）和垂向位移计（26）。

7.如权利要求6所述的岩土压剪流变试验机，其特征在于，在试验阶段时，垂向油缸（17）继续向上推进，升降囊（14）伸长，施加竖向荷载至预设荷载或位移达到预设位移时，完成竖向压缩试验；

在到达预设荷载时，通过计算机控制另一组伺服阀，油源进入水平油缸（30），水平油缸（30）向前推进，试样受水平向剪切力作用，直至完成试验。

8.如权利要求7所述的岩土压剪流变试验机，其特征在于，伺服阀（41）由计算机伺服控制，根据预设条件进行，通过压力钢桶（10）中的压力和变形传感器测垂向荷载和变形，通过水平油缸（30）内部测水平向荷载和变形，水平位移计（19）、垂向位移计（26）测得试样的不均匀变形。

9.如权利要求7所述的岩土压剪流变试验机，其特征在于，在卸样阶段时，水平油缸（30）暂停移动，伺服控制下降油接口（15）进油、上升油接口（18）出油，垂向加载系统下降，直至行车机构（33）与行车支架（35）接触，定位桩（12）从定位孔（34）中脱开；同时控制后退油接口（29）进油、前进油接口（31）出油，待下剪切盒（21）回到初始位置时停止，将行车机构（33）推出，去掉垂向位移计（26）和上盖压板（25），卸除试样。

10.基于权利要求1所述的岩土压剪流变试验机的试验方法，其特征在于，包括以下试验操作：

1）进行压缩试验：按权利要求6所述装样阶段装好试样后，通过计算机控制伺服阀（41），按等压力或等位移增加方式对试样垂向进行加载压缩，升降囊（14）持续上升，当到达预设压力或位移时停止试验，再按权利要求7所述卸样阶段卸除试样，试验结束；

2）进行剪切试验：按权利要求6所述装样阶段装好试样后，通过计算机控制垂向伺服阀（41），按等压力增加方式对试样垂向进行压缩，升降囊（14）继续上升，当到达预设压力或位移时垂向压力保持，根据试验需要保持一段时间后，计算机控制水平向伺服阀（41），按等压力或等位移增加方式对试样水平向进行剪切，至预设压力或位移时水平向停止试验，再按权利要求7所述卸样阶段卸除试样，试验结束；

3）进行残余强度剪切试验：按步骤2）所述操作至水平向停止试验后，试样并不取出，将下剪切盒（21）退回原始位置后，继续加垂向和水平向压力，反复进行多次，再按权利要求7所述卸样阶段卸除试样，试验结束；

4）进行压缩流变试验：在步骤1）所述的压缩试验的基础上，预先设定多级压力，每一级压力到达后都保持一段时间，然后施加下一级压力，升降囊（14）也是逐级上升，直到岩土体发生明显的破坏，停止试验，再按权利要求7所述卸样阶段卸除试样，试验结束；

5）进行剪切流变试验：在步骤2）所述的剪切试验的基础上，预先设定多级剪切力，每一级剪切力到达后都保持一段时间，然后施加下一级剪切力，水平油缸（30）也是逐级向前推进，直到岩土体发生明显的破坏，再按权利要求7所述卸样阶段卸除试样，试验结束。

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