CN113109175A - 一种岩层交界层面多角度剪切强度试验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种岩层交界层面多角度剪切强度试验装置，包括放置座、驱动部件、压力加载部件，所述岩层置于放置座上，压力加载部件与驱动部件相连，并向平行于岩层交界面方位施加挤压力，还包括设于放置座侧面的角度调控部件，角度调控部件与压力加载部件相连并控制其施力角度，所述压力加载部件包括转座、扭杆、挤压板，所述扭杆的一端与转座的外缘铰接，另一端铰接有横杆。本发明设置角度调控部件灵活调控压力加载部件挤压施力的方向，使其与不同岩层层面的整体角度对应，再通过锁紧件限制固定角度调控件的位置，继而沿层面齐平方向逐级加挤压力，直到岩体层面被完全剪切破坏，快速实现不同岩层层面角度的剪切强度试验。

Description

一种岩层交界层面多角度剪切强度试验装置
技术领域
本发明涉及岩石力学测试设备技术领域，具体为一种岩层交界层面多角度剪切强度试验装置。
背景技术
在岩石工程实践及实验过程中常常会涉及到岩石剪切破坏、岩石剪切蠕变破坏等问题。尤其是采矿、隧道、巷道作业时，破坏了岩体结构的平衡，多余的能量导致岩石爆裂。尤其是岩层层间横向破坏，横向力十分巨大，所以知道岩层粘结力大小非常关键。而岩层交界层面的倾斜度并不单一，在截取出岩层后需要对应不同方向的夹持施力测试，操作繁琐，难以满足实验需求，操作效率较低。
为了解决上述问题，本案由此而生。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种岩层交界层面多角度剪切强度试验装置，解决了上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种岩层交界层面多角度剪切强度试验装置，包括放置座、驱动部件、压力加载部件，所述岩层置于放置座上，压力加载部件与驱动部件相连，并向平行于岩层交界面方位施加挤压力，还包括设于放置座侧面的角度调控部件，角度调控部件与压力加载部件相连并控制其施力角度，所述压力加载部件包括转座、扭杆、挤压板，所述扭杆的一端与转座的外缘铰接，另一端铰接有横杆，所述横杆上连接一推杆，推杆与挤压板的一侧铰接，挤压板位于岩层的一侧并留有间隙，还包括一限位板，所述限位板位于岩层的上侧，其一端通过连块与挤压板相连，所述限位板通过下压件在竖直方向向下施力于岩层。
优选的，所述驱动部件为一电机，其连接于放置座的侧部，所述电机的输出端通过联轴器与转座相连，并驱动其转动。
优选的，所述下压件包括齿轮、L形压杆、压块，所述齿轮通过电机进行驱动，压块与L形压杆的上端相连，常态下位于限位板的上方，所述L形压杆下部的一侧设有齿牙，并与齿轮相啮合，所述放置座的侧部竖直开设有通槽，所述通槽的宽度与L形压杆的宽度相适配，高度大于L形压杆的高度。
优选的，所述角度调控部件包括通过旋转座、移动块、锁紧件，所述旋转座通过转杆枢接于放置座的内壁，并通过锁紧件与放置座固定，所述旋转座上开设有滑动槽，移动块滑动连接于滑动槽内，所述移动块与横杆相连，所述旋转座的朝向与岩层层面分布的角度整体一致，移动块受力后沿旋转座朝向移动。
优选的，所述锁紧件包括齿座，齿盘、锁紧头，所述齿盘套于转杆并固定连接于放置座的外壁，所述转杆贯穿齿座，齿座的相对内侧周向设有齿牙，齿盘的相对外侧周向设有与齿座咬合的齿牙，所述锁紧头由固定连接的圆盘块与掰块组成，所述圆盘块偏心位置处通过转轴与转杆的外端部枢接。
优选的，所述限位板上开设有横截面呈T形的凹槽，用以容置呈T形的连块。
(三)有益效果
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比，具备以下优点：本发明一种岩层交界层面多角度剪切强度试验装置，设置角度调控部件灵活调控压力加载部件挤压施力的方向，使其与不同岩层层面的整体角度对应，再通过锁紧件限制固定角度调控件的位置，继而沿层面齐平方向逐级加挤压力，直到岩体层面被完全剪切破坏，快速实现不同岩层层面角度的剪切强度试验。
附图说明
图1为本发明一侧侧面剖视图；
图2为本发明另一侧侧面剖视图；
图3为本发明图2中A处局部结构放大图；
图4为本发明侧面示意图；
图5为本发明侧面拆解示意图；
图6为本发明限位板结构处俯视剖面图。
图中：1放置座、01放置板、02挡板、2电机、3压力加载部件、31转座、32扭杆、33挤压板、34横杆、4岩层、5角度调控部件、51旋转座、52移动块、53锁紧件、531齿座，532齿盘、533锁紧头、6推杆、7限位板、8连块、9下压件、91齿轮、92L形压杆、93压块、10滑动槽、11通槽、12转杆、14圆盘块、15掰块、16凹槽。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细阐述。
如图1-6所示：一种岩层交界层面多角度剪切强度试验装置，包括放置座1(由两侧的挡板02和放置板01组成)、驱动部件、压力加载部件3，岩层4置于放置座1上，压力加载部件3与驱动部件相连，并向平行于岩层4交界面方位施加挤压力，还包括设于放置座1侧面的角度调控部件5，角度调控部件5与压力加载部件3相连并控制其施力角度，压力加载部件3包括转座31、扭杆32、挤压板33，扭杆32的一端与转座31的外缘铰接，另一端铰接有横杆34，横杆34上连接一推杆6，推杆6与挤压板33的一侧铰接。
装置还包括一限位板7，限位板7位于岩层4的上侧，其一端通过连块8与挤压板33相连，限位板7通过下压件9在竖直方向向下施力于岩层4。
驱动部件为一电机2，其连接于放置座1的侧部，电机2的输出端通过联轴器与转座31相连，并驱动其转动。由于测试的是不同岩层4交接处的黏合力，因此该黏合力层间的作用力不会太大，因此电机2的扭矩不需设置过大，试验数据可通过常规的扭矩测试仪实现测量值的获取，由于本试验下侧的层面间相对下侧的岩体也会移动，因此最好先测得岩体放置板01之间的摩擦力。
参见附图5，岩层4先放于放置板01上，再将装置整体套于放置板01上进行试验。
下压件9包括齿轮91、L形压杆92、压块93，齿轮91通过电机2进行驱动，压块93与L形压杆92的上端相连，常态下位于限位板7的上方，L形压杆92下部的一侧设有齿牙，并与齿轮91相啮合，放置座1的侧部竖直开设有通槽11，通槽11的宽度与L形压杆92的宽度相适配，高度大于L形压杆92的高度。
由于在扭杆32转动施力过程中，挤压板33施力时会有一定向上滑动的趋势，因此设置限位板7，通过压块93进行限制，使得岩层4的断裂更加趋于层面布置的角度。
挤压板33位于岩层4的一侧并留有间隙。限位板7上开设有横截面呈T形的凹槽16，用以容置呈T形的连块8。
需注意的是，该间隙的尺寸具有一定的要求，即齿轮91转动过程带动L性压杆下降至压块93与限位板7贴合，此时连块8正好整体收至凹槽16内，同时挤压板33与岩层4侧壁贴合。
角度调控部件5包括通过旋转座5131、移动块52、锁紧件53，旋转座5131通过转杆12枢接于放置座1的内壁，并通过锁紧件53与放置座1固定，旋转座5131上开设有滑动槽10，移动块52滑动连接于滑动槽10内，移动块52与横杆34相连，旋转座5131的朝向与岩层4层面分布的角度整体一致，移动块52受力后沿旋转座5131朝向移动。
其中旋转座5131的朝向需与岩层4层面的整体布置方向一致，使得扭杆32转动时带动的挤压板33施力主体方向(通过对铰接的推杆6方向的间接控制)与旋转座5131的方向一致，起到机械式灵活控制挤压施力的方向，便于获取岩层4层面之间的交接作用力。
锁紧件53包括齿座531，齿盘532、锁紧头533，齿盘532套于转杆12位于放置座1的外侧并固定连接于放置座1的外壁，转杆12贯穿齿座531，齿座531的相对内侧周向设有齿牙，齿盘532的相对外侧周向设有与齿座531咬合的齿牙，锁紧头533由固定连接的圆盘块14与掰块15组成，圆盘块14偏心位置处通过转轴与转杆12的外端部枢接。
参见附图3，圆盘块14偏心设置，使得向上掰转动时，能够将齿座531向内侧压进而与齿盘532咬合，实现转杆12的限位固定。
以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项使用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其保护的范围。

Claims (6)

1.一种岩层交界层面多角度剪切强度试验装置，其特征在于：包括放置座、驱动部件、压力加载部件，所述岩层置于放置座上，压力加载部件与驱动部件相连，并向平行于岩层交界面方位施加挤压力，还包括设于放置座侧面的角度调控部件，角度调控部件与压力加载部件相连并控制其施力角度，所述压力加载部件包括转座、扭杆、挤压板，所述扭杆的一端与转座的外缘铰接，另一端铰接有横杆，所述横杆上连接一推杆，推杆与挤压板的一侧铰接，挤压板位于岩层的一侧并留有间隙，还包括一限位板，所述限位板位于岩层的上侧，其一端通过连块与挤压板相连，所述限位板通过下压件在竖直方向向下施力于岩层。
2.根据权利要求1所述的一种岩层交界层面多角度剪切强度试验装置，其特征在于：所述驱动部件为一电机，其连接于放置座的侧部，所述电机的输出端通过联轴器与转座相连，并驱动其转动。
3.根据权利要求2所述的一种岩层交界层面多角度剪切强度试验装置，其特征在于：所述下压件包括齿轮、L形压杆、压块，所述齿轮通过电机进行驱动，压块与L形压杆的上端相连，常态下位于限位板的上方，所述L形压杆下部的一侧设有齿牙，并与齿轮相啮合，所述放置座的侧部竖直开设有通槽，所述通槽的宽度与L形压杆的宽度相适配，高度大于L形压杆的高度。
4.根据权利要求1所述的一种岩层交界层面多角度剪切强度试验装置，其特征在于：所述角度调控部件包括通过旋转座、移动块、锁紧件，所述旋转座通过转杆枢接于放置座的内壁，并通过锁紧件与放置座固定，所述旋转座上开设有滑动槽，移动块滑动连接于滑动槽内，所述移动块与横杆相连，所述旋转座的朝向与岩层层面分布的角度整体一致，移动块受力后沿旋转座朝向移动。
5.根据权利要求4所述的一种岩层交界层面多角度剪切强度试验装置，其特征在于：所述锁紧件包括齿座，齿盘、锁紧头，所述齿盘套于转杆位于放置座的外侧并固定连接于放置座的外壁，所述转杆贯穿齿座，齿座的相对内侧周向设有齿牙，齿盘的相对外侧周向设有与齿座咬合的齿牙，所述锁紧头由固定连接的圆盘块与掰块组成，所述圆盘块偏心位置处通过转轴与转杆的外端部枢接。
6.根据权利要求1所述的一种岩层交界层面多角度剪切强度试验装置，其特征在于：所述限位板上开设有横截面呈T形的凹槽，用以容置呈T形的连块。
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