CN112697579B - 一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置及试验方法 - Google Patents

一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置及试验方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112697579B
CN112697579B CN202110087139.4A CN202110087139A CN112697579B CN 112697579 B CN112697579 B CN 112697579B CN 202110087139 A CN202110087139 A CN 202110087139A CN 112697579 B CN112697579 B CN 112697579B
Authority
CN
China
Prior art keywords
shearing
box
shear
negative
loading jack
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110087139.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112697579A (zh
Inventor
崔臻
盛谦
张茂础
梅贤丞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Institute of Rock and Soil Mechanics of CAS
Original Assignee
Wuhan Institute of Rock and Soil Mechanics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Institute of Rock and Soil Mechanics of CAS filed Critical Wuhan Institute of Rock and Soil Mechanics of CAS
Priority to CN202110087139.4A priority Critical patent/CN112697579B/zh
Publication of CN112697579A publication Critical patent/CN112697579A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112697579B publication Critical patent/CN112697579B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02—Details
    • G01N3/04—Chucks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/24—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady shearing forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
    • G01N3/36—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces generated by pneumatic or hydraulic means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0001—Type of application of the stress
    • G01N2203/0003—Steady
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0001—Type of application of the stress
    • G01N2203/0005—Repeated or cyclic
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0014—Type of force applied
    • G01N2203/0025—Shearing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/003—Generation of the force
    • G01N2203/0042—Pneumatic or hydraulic means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

本发明公开了一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置，包括上剪切盒和下剪切盒，还包括对称设置在上剪切盒两侧的上部正向剪切加载千斤顶和上部负向剪切加载千斤顶，还包括对称设置在下剪切盒两侧的下部正向剪切加载千斤顶和下部负向剪切加载千斤顶，法向加载伺服千斤顶的伸缩端设置有法向力传感器且与上剪切盒顶部相抵。本发明还公开了一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切试验方法，可以保持在循环实验中至始至终使得试样保持紧固状态，避免剪切试件在循环剪切中在剪切盒中晃动，提高试验精度。

Description

一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置及试验方法
技术领域
本发明属于土木工程、水利水电工程、新能源工程技术领域，具体涉及一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置，还涉及一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切试验方法。
背景技术
岩体结构面剪切特性对于边坡工程、隧道工程等岩土工程的稳定性评价至关重要，同时，岩体结构面抗剪强度参数是进行滑坡、隧道软岩大变形等地质灾害或工程病害预测和防治的关键指标。在结构面切向进行剪切，即直接剪切(直剪)是一种最常用的测定岩体结构面的试验手段，得到了广泛的应用。进一步地，有相当多的工况需要测定岩体结构面在循环剪切条件下的剪切力学特性，诸如：地震作用、水库频繁放水蓄水、地下采矿后的回填等。因此研发合适的结构面循环剪切试验装置及其试验方法非常重要。
在常规的结构面循环试验中，首先分别严格按照剪切盒的尺寸制作结构面试样，并将上下盘结构面试样分别安装在上下剪切盒中，剪切盒尽可能紧密包裹住结构面，避免结构面在循环剪切中在剪切盒中晃动。
但在实践过程中结构面试样不可避免的因为制作的公差，不能做到与剪切盒紧密配合，因此剪切过程中多有晃动，为了避免这一问题，一些设计中，对剪切盒采用了特殊设计，使得在安装试件时，剪切盒可以夹紧试件，典型例子如(郑博文等，用于测试岩体结构面循环剪切特性的剪切盒，申请公布号CN 110411822A)
这种设计解决了试验刚开始时，结构面试样因为制作公差在剪切盒中的晃动问题，但在循环剪切过程中，试样因为来自剪切盒的侧向剪切力的压缩作用，将不可避免的产生侧向的变形，使得即使在试验前紧固了试样，在经过多次循环后，试样仍旧因为产生了侧向变形(被侧向压短了)，在剪切盒中晃动，从而影响了试验精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置，还提供一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切试验方法，可以保持在循环实验中至始至终使得试样保持紧固状态，提高试验精度。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置，包括上剪切盒和下剪切盒，还包括对称设置在上剪切盒两侧的上部正向剪切加载千斤顶和上部负向剪切加载千斤顶，还包括对称设置在下剪切盒两侧的下部正向剪切加载千斤顶和下部负向剪切加载千斤顶，
上部正向剪切加载千斤顶的伸缩端设置有上部正向剪切力传感器且与第一上部滚轴支承的连接部连接，第一上部滚轴支承的滚轴部与上剪切盒一侧相抵；上部负向剪切加载千斤顶的伸缩端设置有上部负向剪切力传感器且与第二上部滚轴支承的连接部连接，第二上部滚轴支承的滚轴部与上剪切盒另一对侧相抵；
下部正向剪切加载千斤顶的伸缩端设置有下部正向剪切力传感器且与下剪切盒一侧相抵；下部负向剪切加载千斤顶的伸缩端设置有下部负向剪切力传感器且与下剪切盒另一对侧相抵，
法向加载伺服千斤顶的伸缩端设置有法向力传感器且与上剪切盒顶部相抵。
一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置，还包括测量下剪切盒的剪切向位移的剪切向位移传感器，还包括测量上剪切盒的法向位移的法向位移传感器。
如上所述的下剪切盒与地面之间设置有水平向滚轴支承。
如上所述的上剪切盒和下剪切盒均包括剪切盒中央板和设置在剪切盒中央板两侧的剪切盒侧向板，剪切盒中央板的两侧均设置有销孔，剪切盒侧向板上设置有与销孔位置对应的插销。
一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切试验方法，包括以下步骤：
步骤1、组装对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置；
步骤2、确保下部正向剪切加载千斤顶、下部负向剪切加载千斤顶、上部正向剪切加载千斤顶、上部负向剪切加载千斤顶的伸缩端缩回；
步骤3、将岩体结构面试样安装至上剪切盒和下剪切盒之间，将上剪切盒、岩体结构面试样和下剪切盒整体设置在水平向滚轴支承上；
步骤4、手动将上剪切盒和下剪切盒对齐；
步骤5、启动下部正向剪切加载千斤顶和下部负向剪切加载千斤顶，在下部正向剪切力传感器和下部负向剪切力传感器的指示下，通过指定夹持力夹持下剪切盒，随后锁死下部正向剪切加载千斤顶和下部负向剪切加载千斤顶；
步骤6、启动上部正向剪切加载千斤顶和上部负向剪切加载千斤顶，在上部正向剪切力传感器和上部负向剪切力传感器的指示下，通过指定夹持力夹持上剪切盒，随后锁死上部正向剪切加载千斤顶和上部负向剪切加载千斤顶；
步骤7、启动法向加载伺服千斤顶，在法向位移传感器的指示下，压缩上剪切盒，使得岩体结构面试样具有设定法向压力，上剪切盒在第一上部滚轴支承、第二上部滚轴支承的约束下，仅能产生法向上下位移，不能水平移动，
步骤8、解除下部正向剪切加载千斤顶和下部负向剪切加载千斤顶的锁定，下部正向剪切加载千斤顶和下部负向剪切加载千斤顶共同作用下左右循环加载剪切力，下剪切盒向右运动为正，向左运动为负，正向加载剪切力时，下部正向剪切加载千斤顶施力，将下剪切盒向右推动，同时下部负向剪切加载千斤顶在伺服机制控制下，伸缩端一边保持对下剪切盒的夹持力，一边回缩；当下剪切盒向右运动到指定距离时，负向加载剪切力，下部负向剪切加载千斤顶施力，将下剪切盒向左推动，同时下部正向剪切加载千斤顶在伺服机制控制下，回缩端一边保持对下剪切盒的夹持力，一边回缩，如此反复循环，完成结构面的循环剪切试验，
步骤9、循环剪切试验结束，缩回所有的下部正向剪切加载千斤顶、下部负向剪切加载千斤顶、上部正向剪切加载千斤顶、上部负向剪切加载千斤顶的伸缩端。
本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
根据本发明提供的技术方案设计的岩石结构面循环剪切试验，可以保持在循环实验中至始至终使得试样保持紧固状态，避免剪切试件在循环剪切中在剪切盒中晃动，提高试验精度。
附图说明
图1为本发明装置的主视剖面图
图2为本发明装置的侧视图，侧视方向如图1中示意；
图3为下剪切盒/上剪切盒的轴测图；
图4为下剪切盒/上剪切盒的爆炸示意图；
其中，1-下部正向剪切加载千斤顶；2-下部负向剪切加载千斤顶；3-下部正向剪切力传感器；4-下部负向剪切力传感器；5-法向加载伺服千斤顶；6-法向力传感器；7-上部正向剪切加载千斤顶；8-上部负向剪切加载千斤顶；9-上部正向剪切力传感器；10-上部负向剪切力传感器；11-上剪切盒；12-下剪切盒；13-岩体结构面试样；14-法向位移传感器；15-剪切向位移传感器；16-水平向滚轴支承；17-第一上部滚轴支承；18-第二上部滚轴支承；121-剪切盒侧向板；122-剪切盒中央板；1211-插销；1221-销孔。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置，包括上剪切盒11和下剪切盒12，还包括对称设置在上剪切盒11两侧的上部正向剪切加载千斤顶7和上部负向剪切加载千斤顶8，还包括对称设置在下剪切盒12两侧的下部正向剪切加载千斤顶1和下部负向剪切加载千斤顶2，
上部正向剪切加载千斤顶7的伸缩端设置有上部正向剪切力传感器9且与第一上部滚轴支承17的连接部连接，第一上部滚轴支承17的滚轴部与上剪切盒11一侧相抵；上部负向剪切加载千斤顶8的伸缩端设置有上部负向剪切力传感器10且与第二上部滚轴支承18的连接部连接，第二上部滚轴支承18的滚轴部与上剪切盒11另一对侧相抵；
下部正向剪切加载千斤顶1的伸缩端设置有下部正向剪切力传感器3且与下剪切盒12一侧相抵；下部负向剪切加载千斤顶2的伸缩端设置有下部负向剪切力传感器4且与下剪切盒12另一对侧相抵，
法向加载伺服千斤顶5的伸缩端设置有法向力传感器6且与上剪切盒11顶部相抵。
一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置，还包括测量下剪切盒12的剪切向位移的剪切向位移传感器15，还包括测量上剪切盒11的法向位移的法向位移传感器。
下剪切盒12与地面之间设置有水平向滚轴支承16。
上剪切盒11和下剪切盒12均包括剪切盒中央板122和设置在剪切盒中央板122两侧的剪切盒侧向板121，剪切盒中央板122的两侧均设置有销孔1221，剪切盒侧向板121上设置有与销孔1221位置对应的插销1211。
上剪切盒11和下剪切盒12结构是相同的，二者扣合，用于容纳岩体结构面试样13，上剪切盒11和下剪切盒12之间留有缝隙，上剪切盒11和下剪切盒12之间可以产生法向相对运动、切向相对运动，以使得岩体结构面试样13沿缝隙产生剪切破坏。剪切盒侧向板121、剪切盒中央板之间有插销1211、销控1221结构。岩体结构面试样13的尺寸需要略大于剪切盒中央板122的尺寸，使得上剪切盒11可以在上部正向剪切加载千斤顶7和上部负向剪切加载千斤顶8的相对夹持、下剪切盒12可以在下部正向剪切加载千斤顶1和下部负向剪切加载千斤顶2的相对夹持作用下，让侧向板121相对夹紧岩体结构面试样13。
法向加载伺服千斤顶5的作用是在试验过程中，将上剪切盒11压紧，使得岩体结构面试件13的剪切面具有足够的压应力，满足试验需要。
下剪切盒12及相关部件在试验开始前，下部正向剪切加载千斤顶1和下部负向剪切加载千斤顶2相对运动，对下剪切盒12施加一定的夹持力，由于剪切盒侧向板121与剪切盒中央板122之间可以发生相对运动，因此下剪切盒12可以夹紧岩体结构面试样13。在循环剪切实验中，下剪切盒12正负循环剪切时，下部正向剪切加载千斤顶1和下部负向剪切加载千斤顶2在下部正向剪切力传感器3和下部负向剪切力传感器4的监控下，按照伺服机制，一边保持水平向剪切，另一边仍保持要求的夹持力。水平向滚轴支承16的作用是容纳下剪切盒12左右的剪切运动，同时承受法向加载伺服千斤顶5产生的法向压力。
上剪切盒11及相关部件在试验开始前，上部正向剪切加载千斤顶7和上部负向剪切加载千斤顶8相对运动，对上剪切盒11施加一定的夹持力，夹持力产生的方式与下剪切盒12一致。在循环剪切实验中，下剪切盒正负循环剪切时，上部正向剪切加载千斤顶7和上部负向剪切加载千斤顶8在上部正向剪切力传感器9和上部负向剪切力传感器10的监控下，按照伺服机制，对上剪切盒11保持要求的压紧力。同时，用于约束上剪切盒11水平向运动的第一上部滚轴支承17和第二上部滚轴支承18将使得上剪切盒11可以产生法向的运动，以测量试验中结构面的法向变形。
法向位移传感器14的目的是通过测量上剪切盒11的法向位移来测量岩体结构面试样13的法向位移。剪切向位移传感器15的目的是通过测量下剪切盒12的水平剪切向位移来测量岩体结构面试样13的水平剪切向位移。
除法向位移传感器14和剪切向位移传感器外，结构上本装置是左右对称的，但作为一种优选，上部负向剪切加载千斤顶8和上部负向剪切力传感器10可以被替换为一个固定端，即第二上部滚轴支承18的连接部直接支承于固定端。
实施例2：
一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切试验方法，利用实施例1所述的一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置，包括以下步骤：
步骤1、组装对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置；
步骤2、确保下部正向剪切加载千斤顶1、下部负向剪切加载千斤顶2、上部正向剪切加载千斤顶7、上部负向剪切加载千斤顶8的伸缩端缩回；
步骤3、将岩体结构面试样13安装至上剪切盒11和下剪切盒12之间，将上剪切盒11、岩体结构面试样13和下剪切盒12整体设置在水平向滚轴支承16上；
步骤4、手动将上剪切盒11和下剪切盒12对齐；
步骤5、启动下部正向剪切加载千斤顶1和下部负向剪切加载千斤顶2，在下部正向剪切力传感器3和下部负向剪切力传感器4的指示下，通过指定夹持力夹持下剪切盒12，随后锁死下部正向剪切加载千斤顶1和下部负向剪切加载千斤顶2；
步骤6、启动上部正向剪切加载千斤顶7和上部负向剪切加载千斤顶8，在上部正向剪切力传感器9和上部负向剪切力传感器10的指示下，通过指定夹持力夹持上剪切盒11，随后锁死上部正向剪切加载千斤顶7和上部负向剪切加载千斤顶8；
步骤7、启动法向加载伺服千斤顶5，在法向位移传感器14的指示下，压缩上剪切盒11，使得岩体结构面试样13具有设定法向压力，上剪切盒11在第一上部滚轴支承17、第二上部滚轴支承18的约束下，仅能产生法向上下位移，不能水平移动。
步骤8、解除下部正向剪切加载千斤顶1和下部负向剪切加载千斤顶2的锁定，下部正向剪切加载千斤顶1和下部负向剪切加载千斤顶2共同作用下左右加载剪切力，开始循环剪切加载，约定下剪切盒12向右运动为正，向左运动为负，正向加载剪切力时，下部正向剪切加载千斤顶1施力，将下剪切盒12向右推动，但同时下部负向剪切加载千斤顶2在伺服机制控制下，伸缩端一边保持对下剪切盒12的夹持力，一边回缩。当下剪切盒12向右运动到指定距离时，负向加载剪切力，下部负向剪切加载千斤顶2施力，将下剪切盒12向左推动，但同时下部正向剪切加载千斤顶1在伺服机制控制下，伸缩端一边保持对下剪切盒12的夹持力，一边回缩。如此反复循环，完成结构面的循环剪切试验。
步骤9、试验结束，缩回所有的下部正向剪切加载千斤顶1、下部负向剪切加载千斤顶2、上部正向剪切加载千斤顶7、上部负向剪切加载千斤顶8的伸缩端。
实施例3：
一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切试验方法，利用实施例1所述的一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置，包括以下步骤：
步骤1、组装对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置；
步骤2、确保下部正向剪切加载千斤顶1、下部负向剪切加载千斤顶2、上部正向剪切加载千斤顶7、上部负向剪切加载千斤顶8的伸缩端缩回；
步骤3、将岩体结构面试样13安装至上剪切盒11和下剪切盒12之间，将上剪切盒11、岩体结构面试样13和下剪切盒12整体设置在水平向滚轴支承16上；
步骤4、手动将上剪切盒11和下剪切盒12对齐；
步骤5、启动下部正向剪切加载千斤顶1和下部负向剪切加载千斤顶2，在下部正向剪切力传感器3和下部负向剪切力传感器4的指示下，通过指定夹持力夹持下剪切盒12，随后锁死下部正向剪切加载千斤顶1和下部负向剪切加载千斤顶2；
步骤6、启动法向加载伺服千斤顶5，在法向位移传感器14的指示下，压缩上剪切盒11，使得岩体结构面试样13具有设定法向压力，上剪切盒11在第一上部滚轴支承17、第二上部滚轴支承18的约束下，仅能产生法向上下位移，不能水平移动。
步骤6、启动上部正向剪切加载千斤顶7和上部负向剪切加载千斤顶8，在上部正向剪切力传感器9和上部负向剪切力传感器10的指示下，通过指定夹持力夹持上剪切盒11，随后锁死上部正向剪切加载千斤顶7和上部负向剪切加载千斤顶8；
步骤8、解除下部正向剪切加载千斤顶1和下部负向剪切加载千斤顶2的锁定，下部正向剪切加载千斤顶1和下部负向剪切加载千斤顶2共同作用下左右加载剪切力，开始循环剪切加载，约定下剪切盒12向右运动为正，向左运动为负，正向加载剪切力时，下部正向剪切加载千斤顶1施力，将下剪切盒12向右推动，但同时下部负向剪切加载千斤顶2在伺服机制控制下，伸缩端一边保持对下剪切盒12的夹持力，一边回缩。当下剪切盒12向右运动到指定距离时，负向加载剪切力，下部负向剪切加载千斤顶2施力，将下剪切盒12向左推动，但同时下部正向剪切加载千斤顶1在伺服机制控制下，伸缩端一边保持对下剪切盒12的夹持力，一边回缩。如此反复循环，完成结构面的循环剪切试验。
步骤9、试验结束，缩回所有的下部正向剪切加载千斤顶1、下部负向剪切加载千斤顶2、上部正向剪切加载千斤顶7、上部负向剪切加载千斤顶8的伸缩端。
需要指出的是，本发明中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (1)

1.一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切试验方法，利用对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置，对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置包括上剪切盒（11）和下剪切盒（12），还包括对称设置在上剪切盒（11）两侧的上部正向剪切加载千斤顶（7）和上部负向剪切加载千斤顶（8），还包括对称设置在下剪切盒（12）两侧的下部正向剪切加载千斤顶（1）和下部负向剪切加载千斤顶（2），
上部正向剪切加载千斤顶（7）的伸缩端设置有上部正向剪切力传感器（9）且与第一上部滚轴支承（17）的连接部连接，第一上部滚轴支承（17）的滚轴部与上剪切盒（11）一侧相抵；上部负向剪切加载千斤顶（8）的伸缩端设置有上部负向剪切力传感器（10）且与第二上部滚轴支承（18）的连接部连接，第二上部滚轴支承（18）的滚轴部与上剪切盒（11）另一对侧相抵；
下部正向剪切加载千斤顶（1）的伸缩端设置有下部正向剪切力传感器（3）且与下剪切盒（12）一侧相抵；下部负向剪切加载千斤顶（2）的伸缩端设置有下部负向剪切力传感器（4）且与下剪切盒（12）另一对侧相抵，
法向加载伺服千斤顶（5）的伸缩端设置有法向力传感器（6）且与上剪切盒（11）顶部相抵，
对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置还包括测量下剪切盒（12）的剪切向位移的剪切向位移传感器（15），还包括测量上剪切盒（11）的法向位移的法向位移传感器，
所述的下剪切盒（12）与地面之间设置有水平向滚轴支承（16），
上剪切盒（11）和下剪切盒（12）均包括剪切盒中央板（122）和设置在剪切盒中央板（122）两侧的剪切盒侧向板（121），剪切盒中央板（122）的两侧均设置有销孔（1221），剪切盒侧向板（121）上设置有与销孔（1221）位置对应的插销（1211），
其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、组装对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置；
步骤2、确保下部正向剪切加载千斤顶（1）、下部负向剪切加载千斤顶（2）、上部正向剪切加载千斤顶（7）、上部负向剪切加载千斤顶（8）的伸缩端缩回；
步骤3、将岩体结构面试样（13）安装至上剪切盒（11）和下剪切盒（12）之间，将上剪切盒（11）、岩体结构面试样（13）和下剪切盒（12）整体设置在水平向滚轴支承（16）上，岩体结构面试样（13）的尺寸大于剪切盒中央板（122）的尺寸；
步骤4、手动将上剪切盒（11）和下剪切盒（12）对齐；
步骤5、启动下部正向剪切加载千斤顶（1）和下部负向剪切加载千斤顶（2），在下部正向剪切力传感器（3）和下部负向剪切力传感器（4）的指示下，通过指定夹持力夹持下剪切盒（12），随后锁死下部正向剪切加载千斤顶（1）和下部负向剪切加载千斤顶（2）；
步骤6、 启动上部正向剪切加载千斤顶（7）和上部负向剪切加载千斤顶（8），在上部正向剪切力传感器（9）和上部负向剪切力传感器（10）的指示下，通过指定夹持力夹持上剪切盒（11），随后锁死上部正向剪切加载千斤顶（7）和上部负向剪切加载千斤顶（8）；
步骤7、 启动法向加载伺服千斤顶（5），在法向位移传感器（14）的指示下，压缩上剪切盒（11），使得岩体结构面试样（13）具有设定法向压力，上剪切盒（11）在第一上部滚轴支承（17）、第二上部滚轴支承（18）的约束下，仅能产生法向上下位移，不能水平移动，
步骤8、解除下部正向剪切加载千斤顶（1）和下部负向剪切加载千斤顶（2）的锁定，下部正向剪切加载千斤顶（1）和下部负向剪切加载千斤顶（2）共同作用下左右循环加载剪切力，下剪切盒（12）向右运动为正，向左运动为负，正向加载剪切力时，下部正向剪切加载千斤顶（1）施力，将下剪切盒（12）向右推动，同时下部负向剪切加载千斤顶（2）在伺服机制控制下，伸缩端一边保持对下剪切盒（12）的夹持力，一边回缩；当下剪切盒（12）向右运动到指定距离时，负向加载剪切力，下部负向剪切加载千斤顶（2）施力，将下剪切盒（12）向左推动，同时下部正向剪切加载千斤顶（1）在伺服机制控制下，一边保持对下剪切盒（12）的夹持力，伸缩端一边回缩，如此反复循环，完成结构面的循环剪切试验，
步骤9、循环剪切试验结束，缩回所有的下部正向剪切加载千斤顶（1）、下部负向剪切加载千斤顶（2）、上部正向剪切加载千斤顶（7）、上部负向剪切加载千斤顶（8）的伸缩端。
CN202110087139.4A 2021-01-22 2021-01-22 一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置及试验方法 Active CN112697579B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110087139.4A CN112697579B (zh) 2021-01-22 2021-01-22 一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置及试验方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110087139.4A CN112697579B (zh) 2021-01-22 2021-01-22 一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置及试验方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112697579A CN112697579A (zh) 2021-04-23
CN112697579B true CN112697579B (zh) 2022-02-18

Family

ID=75515947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110087139.4A Active CN112697579B (zh) 2021-01-22 2021-01-22 一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置及试验方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112697579B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113281193B (zh) * 2021-05-21 2022-08-09 东北大学 真三轴剪切试验过程岩石变形信息精确测量装置及方法
CN113281194B (zh) * 2021-05-21 2022-06-03 东北大学 一种适用于岩石全应力空间受载的剪切盒装置
CN114414403B (zh) * 2022-01-26 2023-11-28 中国矿业大学 一种实现采动应力梯度下岩石剪切的实验装置及方法
CN115420623B (zh) * 2022-07-29 2024-05-14 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种基于尺寸自适应夹持剪切盒的岩石直剪仪
CN116481936B (zh) * 2023-04-23 2023-11-10 中国矿业大学 基于恒定法向中心约束的低摩阻剪切试验装置及试验方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1026035A1 (ru) * 1981-11-17 1983-06-30 Natorkhin Boris A Устройство дл испытани целика скальной породы на сдвиг
CN100414281C (zh) * 2004-10-29 2008-08-27 成都理工大学 携带式岩石力学多功能试验仪
JP5002827B2 (ja) * 2007-03-23 2012-08-15 中国電力株式会社 岩盤不連続面のせん断試験装置
CN105973722B (zh) * 2016-07-26 2017-03-15 山东科技大学 岩体不连续面恒定法向刚度剪切试验装置及其试验方法
CN106290023B (zh) * 2016-07-26 2019-05-24 山东科技大学 岩体循环剪切试验装置及试验方法
CN107036906A (zh) * 2017-03-29 2017-08-11 同济大学 一种岩石节理试样直接剪切试验盒
CN110174319A (zh) * 2019-06-28 2019-08-27 广西科技大学 一种循环剪切的拟静力试验装置
CN110231232B (zh) * 2019-07-04 2024-06-11 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种岩体结构面简易循环剪切仪及试验方法
CN111307616A (zh) * 2019-12-23 2020-06-19 中国科学院武汉岩土力学研究所 一种岩石结构面高频扰动剪切试验装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112697579A (zh) 2021-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112697579B (zh) 一种对顶夹持结构的岩石结构面循环剪切装置及试验方法
CN111238950A (zh) 一种岩石围压装置
CN103234830B (zh) 一种锚杆锚固特性实验平台
CN107941615B (zh) 一种三轴试验机及试验系统
CN102564845B (zh) 一种土与结构物接触面力学双向振动力学特性测试仪器
CN105865925A (zh) 一种利用真三轴试验机实现岩石双轴拉压试验的装置
CN113281190A (zh) 一种水工沥青混凝土直接拉伸试验装置及其应用方法
CN111238931B (zh) 基于能量演化的页岩脆性指数评价方法
CN108982224A (zh) 一种测试桩与注浆土体接触面失效机理的试验装置及方法
CN110261234B (zh) 裂隙岩体离层锚固控制模拟试验装置及方法
CN101936161B (zh) 煤岩体强度与变形模量原位测量方法
CN112146996A (zh) 法向扰动诱发岩体剪切断裂的实验装置
Abbas et al. Structural response of RC wide beams under low-rate and impact loading
CN103471796A (zh) 隧道现浇砼衬砌抗震性能测试方法
CN114323980B (zh) 三轴模型试验装置及试验方法
CN114279813B (zh) 真三轴扰动下岩石结构面分离滚滑式剪切盒及使用方法
CN110779800A (zh) 一种压密注浆土钉抗拔力预测方法及装置和装置应用方法
CN201983989U (zh) 大型自由组合榀式高地应力地下工程模型试验装置
CN113984553A (zh) 基于真三轴试验条件下煤岩体冲击破坏过程的能量计算方法
CN212254870U (zh) 一种双向受力下锚固体承载能力试验装置
CN110595897B (zh) 一种锚固体相似材料试验加载系统
CN114112639A (zh) 一种拉压双功能混凝土徐变试验装置及其试验方法
CN112064687B (zh) 基于初始刚度法的桩基综合检测方法
CN205954722U (zh) 螺旋地桩反力装置
CN204514716U (zh) 一种高应力三维相似模拟试验装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant