CN112782006A - 岩石环剪试验工装机 - Google Patents

Abstract

本发明属于力学试验技术领域，尤其涉及一种岩石环剪试验工装机。该工装机包括基座、工作台、导向轨以及定位座，其中，工作台可操作地翻转设置在基座的顶部上，两个导向轨沿横向相对设置在工作台上，两个定位座沿纵向相对设置在工作台上，两个定位座均可滑动设置在两个导向轨上，两个定位座的相对的侧面均设置有第一定位槽，第一定位槽的顶面敞口。本发明可保证试样和岩石剪切盒的精准定位，且粘接牢固，贴合均匀，能有效提高环剪试验的效率及成功率。

Description

岩石环剪试验工装机

技术领域

本发明属于力学试验技术领域，尤其涉及一种岩石环剪试验工装机。

背景技术

岩石的抗剪强度是评价岩石力学性质的重要指标之一，准确的获取强度参数对岩体工程具有重要的实际意义。

现阶段，岩石抗剪强度主要通过室内试验获取，主要试验类型有：常规三轴试验、直接剪切试验及楔形剪切试验等。分析现有的试验实现方式，由于试验仪器结构形式的限定，岩石在受剪过程中剪切面上受力不均匀，不能测量岩石大变形剪切作用下的残余强度。鉴于此，对岩石的抗剪强度采用环剪试验测试，可实现在剪切过程中剪切面积不变，并且可以在连续位移条件下进行剪切，克服了常规试验在大变形阶段应力应变极度不均匀的现象，保证了试验结果的准确性。

对岩石或类似质地坚硬致密、力学强度高的材料进行环剪试验时，试验过程中必须将岩石剪切盒取出粘样后，再放入试验仪中。为了保证放入仪器后粘结的试样不附带扭矩，粘结试样时需保证试样和岩石剪切盒的精准定位。同时岩石剪切盒超大超重，移动和翻转都需要机械辅助。有鉴于此，设计制造出一种环剪试验工装机，实现快速精准粘结试样是目前环剪试验的试样制备技术领域中急需改善的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种岩石环剪试验工装机，以实现快速精准粘结试样的目的。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种岩石环剪试验工装机，所述工装机包括：

基座；

工作台，所述工作台可操作地翻转设置在所述基座的顶部上；

导向轨，所述导向轨设置有两个，两个所述导向轨沿横向相对设置在所述工作台上；

定位座，所述定位座设置有两个，两个所述定位座沿纵向相对设置在所述工作台上，两个所述定位座均可滑动设置在两个所述导向轨上，两个所述定位座的相对的侧面均设置有第一定位槽，所述第一定位槽的顶面敞口。

进一步地，所述工装机还包括用于驱动所述定位座在所述导向轨上滑动的驱动机构，所述驱动机构和所述定位座对应设置，所述驱动机构包括：

第一支撑座，所述第一支撑座设置在对应的所述定位座的外侧；

丝杆，所述丝杆平行设置在两个所述导向轨之间，所述丝杆的一端可转动地设置在所述第一支撑座上，对应的所述定位座设置在所述丝杆的另一端上。

进一步地，所述丝杆的一端可转动地穿过所述第一支撑座，所述丝杆的一端上设置有手轮。

进一步地，所述定位座朝向所述第一支撑座的一侧设置有轴承套，所述轴承套内设置有轴承，所述丝杆的另一端穿过所述轴承。

进一步地，所述第一定位槽的竖向两侧平行设置，所述第一定位槽的底部为弧形。

进一步地，所述工装机还包括：

第二支撑座，所述第二支撑座设置有两个，两个所述第二支撑座沿横向相对设置在所述工作台上；

转动机构，所述转动机构固定设置在所述基座的顶面上，所述转动机构的输出端可做转动运动；

驱动杆，所述驱动杆的一端和所述转动机构的输出端连接，所述驱动杆的另一端依次固定穿过两个所述第二支撑座。

优选地，所述转动机构为转动油缸。

进一步地，所述工装机还包括：

第三支撑座，所述第三支撑座设置在所述基座的顶部，所述第三支撑座和所述转动机构相对设置在所述工作台的横向两侧，所述驱动杆的另一端可转动地设置在所述第三支撑座上，所述第三支撑座的端面上设置有多个第一定位孔，多个所述第一定位孔呈环状布置；

定位盘，所述定位盘固定设置在所述驱动杆的另一端，所述定位盘设置在所述第三支撑座的外侧，所述定位盘上设置有多个第二定位孔，多个所述第二定位孔呈环状设置，所述第二定位孔和所述第一定位孔对应设置；

定位杆，所述定位杆可选择地穿设在一个所述第一定位孔和一个所述第二定位孔中，以将所述定位盘固定连接在所述第三支撑座上。

进一步地，所述基座呈箱型，所述基座的顶部设置有和所述工作台相匹配的通孔。

进一步地，所述基座内设置有支撑板，所述支撑板沿纵向设置在所述工作台的下部，所述支撑板的两端可活动穿过所述基座的纵向两侧。

本发明的有益效果是：

通过本发明所提供的一种岩石环剪试验工装机制备试样时，先将两个定位座分离，再将两盒体分别吊装至两个定位座的第一定位槽中，随后，将试样放置在两个盒体内，操作两个定位座相对运动，使两个盒体对接，再从盒体上的注胶孔注胶，静置一段时间，待注入到岩石剪切盒内部的胶凝固后即完成了是样的制备即可完成试样的制备。

由于本发明的两个定位座是沿纵向相对设置在工作台上，且，两个定位座均可滑动设置在两个导向轨上，两个导向轨沿横向相对设置在工作台上，因此，本发明在制备试样时，可直接操作定位座在导向轨上滑动，即可保证试样和岩石剪切盒的精准定位，且粘接牢固，贴合均匀，能有效提高环剪试验的效率及成功率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例的岩石剪切盒的结构示意图；

图2为图1的剖面示意图；

图3为本实施例的一种岩石环剪试验工装机的结构示意图；

图4为图3的后视示意图；

图5为图3的仰视示意图；

图6为本实施例的一种岩石拉压环剪试验仪的结构示意图；

图7为具有防护板的岩石拉压环剪试验仪的结构示意图；

图8为图6中的导向抗扭板的结构示意图；

图9为图6中的扭力轴的端部示意图；

图10为本实施例的旋转盘座的示意图；

图11为本实施例的一种岩石拉压环剪试验方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中，直剪仪的缺陷均是由试样偏心受力引起的，只要能解决试样的偏心受力现象，便能从根本上解决上述缺陷。本申请通过利用环剪的方式解决试样偏心受力现象。环剪试验是一种空心扭剪试验，不仅可以保持剪切面积恒定不变，而且可以实现较大的剪切位移，最重要的是正应力施加稳定，消除了试验设备对法向荷载施加的影响。

首先，本实施例提供了一种岩石剪切盒，图1为本实施例的岩石剪切盒的结构示意图，结合图1，本实施例的岩石剪切盒8包括第一盒体8.1以及第二盒体8.2，第一盒体8.1包括第一板体8.1a以及第一筒体8.1b，第一筒体8.1b设置在第一板体8.1a的侧面上，第一板体8.1a的外侧端部设置有第一凹槽，第一凹槽呈环状，而第二盒体8.2包括第二板体8.2a以及第二筒体8.2b，第二板体8.2a和第一板体8.1a相对设置，第二筒体8.2b设置在第二板体8.2a朝向第一板体8.1a的侧面上，第二筒体8.2b和第一板体8.1a对接，第二筒体8.2b的外侧端部设置有第二凹槽，第二凹槽呈环状，第二凹槽和第一凹槽对接形成试样安装槽8.3，因此，在试验时所采用制备的试样为环形。

本实施例中，第一盒体8.1的第一板体8.1a以及第二盒体8.2的的第一板体8.2a的宽度方向的两侧侧面均为直面，第一盒体8.1的第一板体8.1a以及第二盒体8.2的的第一板体8.2a的底部为弧形，而第一盒体8.1的第一板体8.1a以及第二盒体8.2的的第一板体8.2a的顶部均设置有吊环19，以用于和起吊设备连接。

结合图2，本实施例中，第一盒体8.1的第一筒体8.1b以及第二盒体8.2的第二筒体8.2b的均设置有注胶孔8.18，每个盒体上的注胶孔8.18均具有多个，多个注胶孔8.18绕对应的盒体的中心轴间隔设置，使多个注胶孔8.18整体呈环形，每个注胶孔8.18均和试样安装槽8.3相通，在通过注胶孔8.18向试样安装槽8.3注胶时，可保证注入到试样安装槽8.3内的胶体的均匀性。

基于上述岩石剪切盒，本实施例还提供了一种岩石环剪试验工装机。

图3为本实施例的一种岩石环剪试验工装机的结构示意图，结合图3，本实施例的工装机包括基座1、工作台2、导向轨3以及定位座4。

结合图3，本实施例的基座1整体呈箱型，基座1的底部设置有支柱5，以使工装机固定设置在操作地点。

结合图3，本实施例的基座1的顶部设置有和工作台2相匹配的通孔6，工作台2设置在通孔6中，工作台2可操作地翻转设置在基座1的顶部上。

结合图3，本实施例中，导向轨3设置有两个，两个导向轨3沿横向相对设置在工作台2上，定位座4也设置有两个，两个定位座4沿纵向相对设置在工作台2上，两个定位座4均可滑动设置在两个导向轨3上，两个定位座4的相对的侧面均设置有第一定位槽7，第一定位槽7的顶面敞口。

通过本实施例所提供的一种岩石环剪试验工装机制备试样时，先将两个定位座4分离，再将两个盒体分别从第一定位槽7的顶部吊装至两个定位座4的第一定位槽7中，随后，将试样放置在两个盒体内，操作两个定位座相对运动，使两个盒体对接，再从岩石剪切盒8上的注胶孔注胶，静置一段时间，待注入到岩石剪切盒8内部的胶凝固后即完成了试样的制备。

由于本实施例的两个定位座4是沿纵向相对设置在工作台2上，且，两个定位座4均可滑动设置在两个导向轨3上，两个导向轨3沿横向相对设置在工作台2上，因此，本实施例在制备试样时，可直接操作定位座4在导向轨3上滑动，即可保证试样和岩石剪切盒8的精准定位，且粘接牢固，贴合均匀，能有效提高环剪试验的效率及成功率。

结合图3，本实施例中，每个定位座4的底部均沿横向相对设置有两组滑块10，两组滑块10均滑动套装在对应的导向轨3上，以实现定位座4在导向轨3的滑动设置。

结合图3，本实施例的工装机还包括用于驱动定位座4在导向轨3上滑动的驱动机构9，驱动机构9和定位座4对应设置，即通过操作驱动机构9驱动对应的定位座4在导向轨3上的滑动。

结合图3，本实施例的驱动机构9包括第一支撑座901、丝杆902，其中，第一支撑座901设置在对应的定位座4的外侧，丝杆902平行设置在两个导向轨3之间，丝杆902的一端可转动地设置在第一支撑座901上，对应的定位座4设置在丝杆902的另一端上，这样操作丝杆902的转动，即可驱动定位座4在导向轨3上的滑动。

结合图3，本实施例的丝杆902的一端可转动地穿过第一支撑座901，丝杆901的一端上设置有手轮903，以方便人工对丝杆902的操作。

本实施例只所以选用人工对丝杆902的操作，是由于岩石剪切盒超大超重，若采用电机驱动，会增加工装机的重量，不利于工装机的移动以及工作台2的翻转。

进一步地，结合图3，本实施例中，定位座4朝向第一支撑座901的一侧设置有轴承套904，轴承套904内设置有轴承，丝杆902的另一端穿过轴承，并和定位座4连接。

本实施例中，第一定位槽7的竖向两侧平行设置，以对吊装岩石剪切盒8至第一定位槽7导向，而第一定位槽7的底部为弧形，以适应岩石剪切盒8装配，保证岩石剪切盒8在对应的第一定位槽7内的装配稳定。

本实施例中，在对含充填体结构面试样做环剪试验时，为避免充填体在试验之前发生滑移变形，在制备试样和工装机上粘接岩石剪切盒时充填机都需要水平放置，避免在试验之前发生滑移变形。而放入试验机中环剪试验时，充填体是垂直或与剪切面成一定夹角放置的，所以需要工装机能翻转岩石剪切盒，并且能保持特定的角度。基于此，本实施例将工作台2可翻转设置。另外，在向岩石剪切盒8注入胶体时，也可以操作工作台2转动，使胶体在岩石剪切盒8内流动，进一步提高胶体在岩石剪切盒8的均匀性。还有，可翻转设置的工作台2也有利于工装机的周转，当需要将工装机周转时，可将工作台2带同工作台2上的构件翻转至基座1内，减少工装机的整体尺寸，以方便工装机的周转。

结合图3，本实施例的工装机还包括第二支撑座11、转动机构12以及驱动杆13，其中，第二支撑座11设置有两个，两个第二支撑座11沿横向相对设置在工作台2上，转动机构12固定设置在基座1的顶面上，转动机构12的输出端可做转动运动，驱动杆13的一端和转动机构12的输出端连接，驱动杆13的另一端依次固定穿过两个第二支撑座11。控制转动机构12的转动，即可通过驱动杆13带动工作台2翻转至特定角度。

本实施例的转动机构12优选为转动油缸，具有稳定的驱动力，且工作台2翻转至特定角度后，通过控制转动油缸的油路，使工作台2稳定地保持至特定角度。

图4为图3的后视示意图，结合图3以及图4，为了进一步使工作台2稳定地保持至特定角度，本实施例的工装机还包括第三支撑座14、定位盘15以及定位杆16，其中，第三支撑座14设置在基座1的顶部，第三支撑座14和转动机构12相对设置在工作台2的横向两侧，驱动杆13的另一端可转动地设置在第三支撑座14上，第三支撑座14的端面上设置有多个第一定位孔，多个第一定位孔呈环状布置，定位盘15固定设置在驱动杆13的另一端，定位盘15设置在第三支撑座14的外侧，定位盘15上设置有多个第二定位孔17，多个第二定位孔17呈环状设置，第二定位孔17和第一定位孔对应设置，当工作台2翻转至特定角度后，定位杆16可选择地穿设在一个第一定位孔和一个第二定位孔17中，以将定位盘15固定连接在第三支撑座14上，进一步使工作台2稳定地保持至特定角度，提高安全性。

本实施例中，定位杆16也可以设置有多个，多个定位杆16可通过螺栓的方式共同将定位盘15固定连接在第三支撑座14上，进一步提高安全性。

图5为图3的仰视示意图，结合图3以及图5，本实施例中，由于本实施例的工作台2可操作地翻转设置在基座1的顶部上的，为了保证试验制备的安全性，本实施例在基座1内设置有支撑板18，支撑板18沿纵向设置在工作台2的下部，当在试验制备时，支撑板18可对工作台2进行支撑，防止因两个定位座4在工作台2上的移动造成受力不均衡，而导致工作台翻转的现象出现。

进一步地，本实施例的支撑板18的两端可活动穿过基座1的纵向两侧，当工作台翻转时，可将支撑板18从基座1上抽出，以方便工作台的翻转。

当然，本实施例的支撑板18可以设置有多个，其可以平行或相交设置，本实施例对此不作限制。

基于上述岩石剪切盒，本实施例还提供了一种岩石拉压环剪试验仪。

图6为本实施例的一种岩石拉压环剪试验仪的结构示意图，图7为具有防护板的岩石拉压环剪试验仪的结构示意图，结合图6以及图7，本实施例的岩石拉压环剪试验仪包括底座21、轴力执行机构22、扭力执行机构23以及上述岩石剪切盒8。

本实施例的底座21为基体，其为岩石拉压环剪试验仪上的其余构件的载体，其整体可以为块状或箱型，本实施例对此不作限制。

结合图6以及图7，本实施例的轴力执行机构22包括加载油缸22.1以及导向抗扭板22.2，加载油缸22.1固定设置在底座21的顶部一侧上，加载油缸22.1的输出端做直线往返运动，导向抗扭板22.2设置在加载油缸22.1的输出端上。

本实施例的加载油缸22.1可以优选为动态加载油缸。

结合图6以及图7，本实施例的扭力执行机构23包括螺旋摆动缸23.1以及扭力轴23.2，螺旋摆动缸23.1设置在底座21的顶部的另一侧，螺旋摆动缸23.1的输出端做旋转运动，扭力轴23.2可通过联轴器23.9设置在螺旋摆动缸23的输出端上，扭力轴23.2和导向抗扭板22.2相对设置。

结合图6以及图7，本实施例的岩石剪切盒8的第一盒体8.1可拆卸地设置在导向抗扭板22.2朝向扭力轴23.2的侧面上，第二盒体8.2可拆卸地设置在扭力轴23.2朝向导向抗扭板22.2的侧面上，第一盒体8.1以及第二盒体8.2可操作地对接。

图8为图6中的导向抗扭板的结构示意图，结合图6、图7以及图8，本实施例中，导向抗扭板22.2朝向扭力轴23.2的侧面上设置有第二定位槽22.3，第二定位槽22.3的顶部敞口，第二定位槽22.3的竖向两侧平行设置，第二定位槽22.3的底部为弧形，第一盒体8.1滑动配合地设置在第二定位凹槽22.3中，将第一盒体8.1吊装至第二定位槽22.3中时，第二定位槽22.3的竖向两侧可以对吊装进行导向，而第二定位槽22.3的底部为弧形的设置，可保证第一盒体8.1在第二定位槽22.3内的装配的稳定性。

图9为图6中的扭力轴的端部示意图，结合图6、图7以及图9，本实施例中，扭力轴23.2朝向导向抗扭板22.2的侧面上设置有第三定位槽23.3，第三定位槽23.3的竖向两侧平行设置，第三定位槽23.3的底部为弧形，第二盒体8.2滑动配合地设置在第三定位槽23.3中。将第二盒体8.2吊装至第三定位槽23.3中时，第三定位槽23.3的竖向两侧可以对吊装进行导向，而第三定位槽23.3的底部为弧形的设置，可保证第二盒体8.2在第三定位槽23.3内的装配的稳定性。

结合图6，本实施例中，试验仪还包括轴向加载传感器22.4及扭矩传感器23.4，轴向加载传感器22.4设置在加载油缸22.1的输出端上，以用于测试获取加载油缸22.1的输出值，而扭矩传感器23.4设置在和螺旋摆动缸23.1的输出端连接的扭力轴23.2上，用于测试获取螺旋摆动缸23.1的输出值。

结合图6，本实施例中，扭力执行机构23还包括旋转盘座23.5，旋转盘座23.5固定设置在底座21上，旋转盘座23.5和导向抗扭板22.2相对设置，扭力轴23.3可转动地穿过旋转盘座23.5，旋转盘座23.5可对扭力轴23.3的转动提供支撑。

图10为本实施例的旋转盘座的示意图，结合图10，本实施例中，旋转盘座23.5背向导向抗扭板23.2的一侧侧面上设置有可转动的轮盘23.6，轮盘23.6上同轴安装有旋转编码器23.8，轮盘23.6和扭力轴23.3通过皮带轮23.7连接，通过轮盘23.6和皮带轮23.7的传递，可获取试样的剪切角度。

结合图6以及图7，本实施例的轴力执行机构22还包括第一固定座22.5以及导向拉杆22.6，第一固定座22.5固定设置在底座21的顶部一侧，加载油缸22.1的固定端固定设置在第一固定座22.5中，导向拉杆22.6设置有多个，多个导向拉杆22.6分两组设置在加载油缸22.1的两侧，每个导向拉杆22.6均和加载油缸22.1的轴向平行设置，每个导向拉杆22.6的一端均固定设置在第一固定座22.5上，每个导向拉杆22.6的另一端均穿过导向抗扭板22.2，每个导向拉杆22.6的另一端均固定连接在旋转盘座23.5上，在加载油缸22.1带动导向抗扭板22.2往返移动的过程中，导向拉杆22.6的设置可以为导向抗扭板22.2往返移动提供导向。

本实施例中，导向抗扭板22.2在被导向拉杆22.6穿过的孔中设置有自润滑导向装置，使导向抗扭板无摩擦地沿导向拉杆22.6的方向滑动，实现了轴向荷载的传递。在施加扭矩时，保证第一盒体8.1位置的固定，将扭矩反力通过导向抗扭板22.2传递到导向拉杆22.6，再由导向拉杆22.6传递到第一固定座22.5上，最后传递到底座21上，所以导向抗扭板22.2即起到压缩、拉伸试验盒作用，又起到抗扭导向作用，以实现轴向(拉力、压力)的独立或混合的加载。

结合图6以及图7，本实施例的扭力执行机构23还包括第二固定座23.7，第二固定座23.7固定设置在在底座21的顶部的另一侧，螺旋摆动缸23.1固定设置在第二固定座23.7上，第二固定座23.7和旋转盘座23.5的顶部以及两个宽度方向的侧部之间均通过防护板20连接，由于螺旋摆动缸23.1的输出端做旋转运动，防护板20的设置可提高试验时的安全性。

本实施例中，每个防护板20上均可以开设有观察口24，用于了解试验时的工作状况。

最后，基于上述工装机以及试验仪，本实施例还提供了一种岩石拉压环剪试验方法。

图11为本实施例的一种岩石拉压环剪试验方法的流程示意图，结合图11，该试验方法包括：

S1：将岩石剪切盒吊装至工装机上，在工装机上制备试样，其具体步骤上文已描述，本实施例对此不作赘述；

S2：将具有制备好的试样的岩石剪切盒吊装至岩石拉压环剪试验仪上，可通过吊机等设备整体吊装，岩石剪切盒吊装至试验仪上后，将第一盒体设置在导向抗扭板的第二定位凹槽中，第二盒体设置在扭力轴的第三定位凹槽中，如果是压缩扭剪试验时，无需固定，简化了试验安装步骤。如果是拉伸扭剪试验时，需将第一盒体和导向抗扭板采用螺纹固定，第二盒体和扭力轴也采用螺栓固定；

S3：当加载轴向压力时，操作轴力执行机构的加载油缸，向岩石剪切盒施加轴向压力至设定值，具体为：通过液压伺服泵向加载油缸无杆腔输油，推动加载油缸的活塞杆移动，施加轴向压力，继续加载轴向压力至加载传感器达到设定值，试验结束并需卸载轴向压力时，通过液压伺服泵向加载油缸的有杆腔输油，推动活塞杆回位；

S4：当加载轴向拉力时，操作轴力执行机构的加载油缸，向岩石剪切盒施加轴向拉力至设定值，具体为：当加载轴向拉力时，通过液压伺服泵向加载油缸的有杆腔输油，推动加载油缸的活塞杆移动，施加轴向拉力，继续加载轴向拉力至加载传感器达到设定值，试验结束并需卸载轴向拉力时，通过液压伺服泵向加载油缸的无杆腔输油，推动活塞杆回位；

S5：当加载扭矩时，操作扭力执行机构的螺旋摆动缸，向岩石剪切盒施加扭力至设定值，具体为：通过液压伺服泵向螺旋摆动缸输油，活塞在螺旋摆动缸的液压力作用下，活塞既沿螺旋棒直线运动又转动，带输出轴的螺旋棒同时也随之转动，施加扭矩，直至扭矩传感器达到设定值，试验结束时，卸载螺旋摆动缸的油压。

试验结束并需取出岩石试样时，通过吊装机吊移试验盒。如果是拉剪试验，需先将连接试验盒法兰盘与抗扭板、旋转轴的螺栓拆卸，再吊移试验盒。随后采用高温加热的方式，将岩石试样与试验盒分离，用溶胶剂清理试验盒的残余胶体。

本实施例将提供扭矩的机构选用螺旋摆动缸的原因是在于：螺旋摆动缸是利用大螺旋升角的螺旋副实现旋转运动的特殊液压缸，输出轴的螺旋棒与缸体固定，活塞内表面螺旋齿与螺旋棒的螺旋齿啮合，输出轴的螺旋棒表面形状与活塞外表面形状相同。因此，当活塞在转动套内液压力作用下，活塞既沿螺旋棒直线运动又转动，带输出轴的螺旋棒同时也随之转动。从而摆动运动得以实现。螺旋摆动缸具有结构紧凑、安全可靠、占位空间小，易于设计、输出扭矩和摆动角度大等优点。

本实施例的好处在于：

本实施例的岩石拉压环剪试验仪，具有结构简单、操控方便的特点，通过加载油缸、轴力传感器、导向抗扭板、导向拉杆组成的轴力执行机构，具有控制精度高、同时实现拉力、压力的加载及测量的功能、输出荷载值大等优点，通过螺旋摆动缸、联轴器、扭矩传感器组成的扭力执行机构，具有控制精度高、扭矩荷载施加大、扭矩测量准确、摩擦力小等优点。导向抗扭板与加载油缸的输出端连接固定，与导向拉杆组成的滑动导向结构即起到压缩、拉伸试验盒作用，又起到抗扭导向作用，实现了轴向荷载与扭矩的独立与耦合施加，保证试验加载过程中整个岩石拉压环剪试验仪的稳定性及荷载施加的平稳性。

综上所述，本实施例具有控制精准，易于操作，误差小，试验精度高，极大地提高了试验效率及成功率，可实现岩石拉、压、环剪及相互耦合的试验，对准确获取岩石抗剪强度、残余强度及变形，改进和完善岩石的本构关系，具有重要意义。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所述技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (10)

1.一种岩石环剪试验工装机，其特征在于，所述工装机包括：

基座；

工作台，所述工作台可操作地翻转设置在所述基座的顶部上；

导向轨，所述导向轨设置有两个，两个所述导向轨沿横向相对设置在所述工作台上；

定位座，所述定位座设置有两个，两个所述定位座沿纵向相对设置在所述工作台上，两个所述定位座均可滑动设置在两个所述导向轨上，两个所述定位座的相对的侧面均设置有第一定位槽，所述第一定位槽的顶面敞口。

2.根据权利要求1所述的岩石环剪试验工装机，其特征在于，所述工装机还包括用于驱动所述定位座在所述导向轨上滑动的驱动机构，所述驱动机构和所述定位座对应设置，所述驱动机构包括：

第一支撑座，所述第一支撑座设置在对应的所述定位座的外侧；

丝杆，所述丝杆平行设置在两个所述导向轨之间，所述丝杆的一端可转动地设置在所述第一支撑座上，对应的所述定位座设置在所述丝杆的另一端上。

3.根据权利要求2所述的岩石环剪试验工装机，其特征在于，所述丝杆的一端可转动地穿过所述第一支撑座，所述丝杆的一端上设置有手轮。

4.根据权利要求2所述的岩石环剪试验工装机，其特征在于，所述定位座朝向所述第一支撑座的一侧设置有轴承套，所述轴承套内设置有轴承，所述丝杆的另一端穿过所述轴承。

5.根据权利要求1所述的岩石环剪试验工装机，其特征在于，所述第一定位槽的竖向两侧平行设置，所述第一定位槽的底部为弧形。

6.根据权利要求1-5任一项所述的岩石环剪试验工装机，其特征在于，所述工装机还包括：

第二支撑座，所述第二支撑座设置有两个，两个所述第二支撑座沿横向相对设置在所述工作台上；

转动机构，所述转动机构固定设置在所述基座的顶面上，所述转动机构的输出端可做转动运动；

驱动杆，所述驱动杆的一端和所述转动机构的输出端连接，所述驱动杆的另一端依次固定穿过两个所述第二支撑座。

7.根据权利要求6所述的岩石环剪试验工装机，其特征在于，所述转动机构为转动油缸。

8.根据权利要求6所述的岩石环剪试验工装机，其特征在于，所述工装机还包括：

第三支撑座，所述第三支撑座设置在所述基座的顶部，所述第三支撑座和所述转动机构相对设置在所述工作台的横向两侧，所述驱动杆的另一端可转动地设置在所述第三支撑座上，所述第三支撑座的端面上设置有多个第一定位孔，多个所述第一定位孔呈环状布置；

定位盘，所述定位盘固定设置在所述驱动杆的另一端，所述定位盘设置在所述第三支撑座的外侧，所述定位盘上设置有多个第二定位孔，多个所述第二定位孔呈环状设置，所述第二定位孔和所述第一定位孔对应设置；

定位杆，所述定位杆可选择地穿设在一个所述第一定位孔和一个所述第二定位孔中，以将所述定位盘固定连接在所述第三支撑座上。

9.根据权利要求6所述的岩石环剪试验工装机，其特征在于，所述基座呈箱型，所述基座的顶部设置有和所述工作台相匹配的通孔。

10.根据权利要求9所述的岩石环剪试验工装机，其特征在于，所述基座内设置有支撑板，所述支撑板沿纵向设置在所述工作台的下部，所述支撑板的两端可活动穿过所述基座的纵向两侧。

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