CN105823693B - 岩体剪切试验盒 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩体剪切试验盒，包括上盒体和下盒体，在上盒体上插装有压杆，在试验盒内安装有剪切盒，剪切盒包括左上壳、右上壳、左下壳和右下壳，左上壳和右上壳位于上盒体内，在左上壳与右上壳之间留有试样上腔，在上盒体的左右两边均穿设有定位杆，左上壳与右上壳挂在对应定位杆的内端上；左下壳和右下壳位于下盒体内，在左下壳与右下壳之间留有试样下腔，在左上壳与左下壳之间留有第一缝隙，在右上壳与右下壳之间留有第二缝隙。上述结构不仅节约了成本，而且可以降低对试样的加工精度要求、使用更加方便，并且预留了气体或者液体进出的缝隙，使试验盒的适用范围更加广泛，具有构思巧妙、结构简单、生产容易和生产成本低等特点。

Description

岩体剪切试验盒

技术领域

本发明涉及一种岩体剪切试验盒，主要用于进行岩体剪切模拟试验。

背景技术

目前，实验室的岩体水平剪切试验盒主要包括上盒体和下盒体，在上盒体上插装有竖向的压杆，由于试验盒内没有用于匹配不同试样的内盒体，对于不同规格、形状、角度的试样，必须配备不同的试验盒，不仅生产成本高，而且对试样的加工精度要求高，使用非常不方便。并且，这种整体式的试验盒无法设置膨胀空间、只能对完整的试样进行剪切、不能对已经剪断的试样进行重复剪切，其功能单一、研究的内容有限、适用范围窄。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种使用方便、适用范围广的岩体剪切试验盒。

本发明的技术方案如下：一种岩体剪切试验盒，包括上盒体和下盒体，在所述上盒体上插装有竖向的压杆，在所述试验盒内安装有剪切盒，所述剪切盒包括左上壳、右上壳、左下壳和右下壳，所述左上壳和右上壳位于上盒体内，在所述左上壳与右上壳之间留有试样上腔，在所述上盒体的左右两边均穿设有沿左右方向布置的定位杆，所述左上壳与右上壳挂在对应定位杆的内端上；所述左下壳和右下壳位于下盒体内，在左下壳与右下壳之间留有试样下腔，所述试样下腔与试样上腔的形状相适应，并且所述左下壳和右下壳分别位于左上壳和右上壳的正下方，在所述左上壳与左下壳之间留有第一缝隙，在所述右上壳与右下壳之间留有第二缝隙。

采用上述结构，在试验盒内设置剪切盒，对于不同的试样，只需要更换剪切盒，而不用更换整体的试验盒，不仅节约了成本，而且可以降低对试样的加工精度要求、使用更加方便。并且，剪切盒由四部分构成，结构简单，便于加工，也便于留出第一缝隙和第二缝隙；第一缝隙与第二缝隙的设置，一方面给剪切让位，另一方面便于气体或者液体进出剪切盒，使试验盒的适用范围更加广泛。

所述上盒体包括矩形框状的上框和固定在上框顶部的盖板，所述左上壳和右上壳位于上框的框体内。上盒体的结构简单，组装拆卸方便，并且便于剪切盒和试样的安装。

所述下盒体包括矩形框状的下框和固定在下框底部的底板，所述左下壳和右下壳位于下框的框体内。下盒体的结构简单，组装拆卸方便，并且便于剪切盒和试样的安装。

所述压杆自上而下穿过盖板，在所述试样上腔内设有压头，所述压头的侧壁与左上壳和右上壳的内壁均间隙配合，所述压头的顶面向上延伸形成连接段，所述连接段自下而上插入压杆内并与压杆螺纹连接。这样设置压头，使压杆通过压头对试样施加法向力，便于根据试样的形状选择不同的压头，使试样的受到的法向力更加均匀。

在所述压头下方连接有接头，在所述接头、压头和压杆内开有上孔道，所述上孔道的内孔口贯通接头的下端，上孔道的外孔口贯通压杆的外侧壁；这样设置接头和上孔道，便于利用上孔道抽水、抽气或者注水。在所述试验盒的下框上开有左孔道和右孔道，所述左孔道和右孔道的内孔口分别与第一缝隙和第二缝隙连通，所述左孔道和右孔道的外孔口均贯通试验盒的外壁；设置左孔道和右孔道，便于充气、注水或者出水。在所述压杆与盖板之间、压杆与压头之间、压头与接头之间、盖板与上框之间、上框与下框之间、下框与底板之间均设置有密封圈。综上，通过上孔道、左孔道和右孔道的配合，可以利用试验盒进行瓦斯抽采、水力压裂、抽水等模拟试验，使设备的适用范围更加广泛。

在所述试验盒和剪切盒上开有检测孔道，所述检测孔道的内孔口与剪切盒的内壁贯通，所述检测孔道的外孔口与试验盒的外壁贯通，在所述检测孔道的外孔口固定有堵头。设置检测孔道，便于安装声发射探头监测试样的损伤位置，在不需要安装声发射探头时，只需要通过堵头堵住检测孔道的外孔口即可。

作为优选，所述第一缝隙与第二缝隙在同一高度，便于对完整试样进行剪切。

作为另一种优选，所述第一缝隙与第二缝隙沿高度方向错开，便于对已经剪断的试样进行重复剪切。

有益效果：本发明通过在试验盒内设置剪切盒，对于不同的试样，只需要更换剪切盒，不仅节约了成本，而且可以降低对试样的加工精度要求、使用更加方便，并且预留了气体或者液体进出的第一/第二缝隙，使试验盒的适用范围更加广泛，具有构思巧妙、结构简单、生产容易和生产成本低等特点。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为图2的B-B剖视旋转图。

图5为实施例二的剪切盒结构示意图。

图中标记如下：堵头1、底板2、下框3、上框4、盖板5、压杆6、检测孔道7、定位杆8、左孔道9、右孔道10、压头12、接头11、上孔道13、左上壳14、右上壳15、左下壳16、右下壳17、第一缝隙18、第二缝隙19、试样上腔20和试样下腔21。

需要说明的是：本发明的描述中，方位词“前”、“后”、“左”、“右”均以实际使用中操作人员站在图1视图的视线方向并面向设备为准，也即图1视图的左为本发明描述中的“左”、图1视图的右为本发明描述中的“右”，图2视图的上为本发明描述中的“后”、图2视图的下为本发明描述中的“前”。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，如有术语“中心”，“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不应理解为限制本发明的具体保护范围。此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。

在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。

在发明中，除非另有规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅是表示第一特征水平高度高于第二特征的高度。第一特征在第二特征“之上”、“之下”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。

实施例一：

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例包括上盒体和下盒体，所述上盒体包括矩形框状的上框4和固定在上框4顶部的盖板5，在所述上盒体上插装有竖向的压杆6，所述压杆6自上而下穿过盖板5。所述下盒体包括矩形框状的下框3和固定在下框3底部的底板2。

如图1、图2、图3和图4所示，在所述试验盒内安装有剪切盒，所述剪切盒包括左上壳14、右上壳15、左下壳16和右下壳17，所述左上壳14和右上壳15位于上盒体内，并且左上壳14和右上壳15位于上盒体上框4的框体内，在所述左上壳14与右上壳15之间留有试样上腔20。在所述上盒体上框4的左右两边均穿设有沿左右方向布置的定位杆8，所述左上壳14与右上壳15挂在对应定位杆8的内端上。本实施例优选与左上壳14配合的定位杆8有前后两根，与右上壳15配合的定位杆8也有前后两根。所述左下壳16和右下壳17位于下盒体内，并且左下壳16和右下壳17位于下盒体下框3的框体内，在左下壳16与右下壳17之间留有试样下腔21，所述试样下腔21与试样上腔20的形状相适应。并且，所述左下壳16和右下壳17分别位于左上壳14和右上壳15的正下方，在左上壳14与左下壳16之间留有第一缝隙18，在右上壳15与右下壳17之间留有第二缝隙19，所述第一缝隙18与第二缝隙19在同一高度。为了便于液体或者气体与试样充分、均匀地接触，在所述剪切盒的内壁刻有网状的凹槽。所述试样上腔20与试样下腔21共同构成柱状的试样腔，所述试样腔水平截面的形状不做限定，根据实验需要，试样腔的水平截面可以是圆形、也可以是正方形；并且，当试样腔水平截面为正方形时，正方形的前后两边可以是沿左右方向布置，也可以是与左右方向呈一定的夹角。

如图1、图2、图3和图4所示，在所述试样上腔20内设有压头12，所述压头12的侧壁与左上壳14和右上壳15的内壁均间隙配合，所述压头12的顶面向上延伸形成连接段，所述连接段自下而上插入压杆6内并与压杆6螺纹连接。在所述压头12下方连接有接头11，在所述接头11、压头12和压杆6内开有上孔道13，所述上孔道13的内孔口贯通接头11的下端，上孔道13的外孔口贯通压杆6的外侧壁。在所述试验盒的下框3上开有左孔道9和右孔道10，所述左孔道9和右孔道10的内孔口分别与第一缝隙18和第二缝隙19连通，所述左孔道9和右孔道10的外孔口均贯通试验盒的外壁。本实施例优选所述左孔道9位于试验盒下框3的左前部，左孔道9的内孔口与第一缝隙18的前边段连通；本实施例优选所述右孔道10位于试验盒下框3的右后部，右孔道10的内孔口与第二缝隙19的后边段连通。为了避免漏气和漏水，在所述压杆6与盖板5之间、压杆6与压头12之间、压头12与接头11之间、盖板5与上框4之间、上框4与下框3之间、下框3与底板2之间均设置有密封圈。在所述试验盒和剪切盒上开有检测孔道7，所述检测孔道7的内孔口与剪切盒的内壁贯通，所述检测孔道7的外孔口与试验盒的外壁贯通，在所述检测孔道7的外孔口固定有堵头1。本实施例优选所述检测孔道7沿前后方向布置，并且检测孔道7布置有上下两层，每一层布置有前、后、左、右四个。

实施例二：

如图5所示，所述第一缝隙18与第二缝隙19沿高度方向错开，本实施例的其他结构与实施例一相同，在此不做赘述。

Claims (5)

1.一种岩体剪切试验盒，包括上盒体和下盒体，在所述上盒体上插装有竖向的压杆，其特征在于：在所述试验盒内安装有剪切盒，所述剪切盒包括左上壳、右上壳、左下壳和右下壳，所述左上壳和右上壳位于上盒体内，在所述左上壳与右上壳之间留有试样上腔，在所述上盒体的左右两边均穿设有沿左右方向布置的定位杆，所述左上壳与右上壳挂在对应定位杆的内端上；所述左下壳和右下壳位于下盒体内，在左下壳与右下壳之间留有试样下腔，所述试样下腔与试样上腔的形状相适应，并且所述左下壳和右下壳分别位于左上壳和右上壳的正下方，在所述左上壳与左下壳之间留有第一缝隙，在所述右上壳与右下壳之间留有第二缝隙；

所述上盒体包括矩形框状的上框和固定在上框顶部的盖板，所述左上壳和右上壳位于上框的框体内；

所述下盒体包括矩形框状的下框和固定在下框底部的底板，所述左下壳和右下壳位于下框的框体内；

所述压杆自上而下穿过盖板，在所述试样上腔内设有压头，所述压头的侧壁与左上壳和右上壳的内壁均间隙配合，所述压头的顶面向上延伸形成连接段，所述连接段自下而上插入压杆内并与压杆螺纹连接；

在所述压头下方连接有接头，在所述接头、压头和压杆内开有上孔道，所述上孔道的内孔口贯通接头的下端，上孔道的外孔口贯通压杆的外侧壁；在所述试验盒的下框上开有左孔道和右孔道，所述左孔道和右孔道的内孔口分别与第一缝隙和第二缝隙连通，所述左孔道和右孔道的外孔口均贯通试验盒的外壁；在所述压杆与盖板之间、压杆与压头之间、压头与接头之间、盖板与上框之间、上框与下框之间、下框与底板之间均设置有密封圈。

2.根据权利要求1所述的岩体剪切试验盒，其特征在于：在所述试验盒和剪切盒上开有检测孔道，所述检测孔道的内孔口与剪切盒的内壁贯通，所述检测孔道的外孔口与试验盒的外壁贯通，在所述检测孔道的外孔口固定有堵头。

3.根据权利要求2所述的岩体剪切试验盒，其特征在于：在所述剪切盒的内壁刻有网状的凹槽。

4.根据权利要求1-3任一所述的岩体剪切试验盒，其特征在于：所述第一缝隙与第二缝隙在同一高度。

5.根据权利要求1-3任一所述的岩体剪切试验盒，其特征在于：所述第一缝隙与第二缝隙沿高度方向错开。