CN114354390B - 岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置，包括试验机、饱和剪切试件及剪切装置。试验机包括机架、试验台、轴向加载机构和切向加载机构，饱和剪切试件包括岩石试件和混凝土试件，岩石试件和混凝土试件均设有相互咬合的凸台。剪切装置包括约束装置及加载装置，约束装置约束剪切试验过程中的剪胀效应，加载装置安装于延伸部上与机架连接以对延伸部提供拉力。轴向加载机构对饱和剪切试件施加轴向偏心压力，切向加载机构用于对岩石试件施加切向剪切位移。本发明还公开了一种岩石基坑抗浮牛腿剪切试验方法。上述岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置及方法，通过各装置之间的配合，实现岩石基坑抗浮牛腿的工作机理分析和破坏过程重现。

Description

岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置及方法
技术领域
本发明涉及岩土试验技术领域，具体涉及一种岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置及方法。
背景技术
富水地区的地下工程，往往伴随着较高的地下水位以及复杂的地层条件，需要考虑地下结构的抗浮要求。地下结构常用的抗浮措施有抗拔桩、抗浮锚杆、配重法、泄水降压法等，相关研究和工程应用已较为丰富完善。
我国中西部地区覆土层较薄，基岩埋深较浅，岩石基坑较为普遍，考虑岩石基坑的地质特点，工程界首次提出可在地下结构侧墙底部设置混凝土抗浮牛腿，通过抗浮牛腿和上方岩石之间的剪切来实现地下结构抗浮，如图1所示。鉴于采用抗浮牛腿来进行地下结构抗浮的概念尚属首次，其作用机理、作用效果、破坏特征等还有待研究与考察。
通过设计岩石基坑抗浮牛腿剪切试验，可直观反映抗浮牛腿的工作原理与破坏模式，试验结果可为实际工程提供一定的指导与帮助。岩石基坑抗浮牛腿剪切试验的设计，需要解决以下问题：1)如何准确反映混凝土抗浮牛腿和上方岩体的形状尺寸、相互位置关系和相互作用关系；2)如何还原局部剪切试件复杂的边界条件和受力状态；3)如何准确地进行数据的采集与处理。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置及方法，能够得到抗浮牛腿的工作原理与破坏模式，具有一定的理论价值与实际意义。
一种岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置，包括：
试验机，包括机架、试验台、轴向加载机构和切向加载机构，所述试验台、所述轴向加载机构及所述切向加载机构均设置于所述机架上；
饱和剪切试件，放置于所述试验台上，所述饱和剪切试件包括岩石试件和混凝土试件，所述混凝土试件层叠于岩石试件上，且所述混凝土试件延伸超出所述岩石试件形成延伸部，所述岩石试件和所述混凝土试件均设有相互咬合的凸台；及
剪切装置，包括约束装置及加载装置，所述约束装置用于将所述混凝土试件和所述岩石试件固定以约束剪切试验过程中的剪胀效应，所述加载装置安装于所述延伸部上，所述加载装置与所述机架连接以对所述延伸部提供拉力施加弯矩；
其中，剪切试验中，所述轴向加载机构对所述饱和剪切试件施加轴向偏心压力，所述切向加载机构用于对所述岩石试件施加切向剪切位移。
在其中一个实施方式中，所述约束装置包括第一连接板、第二连接板、滚动体、底板及第一连接螺栓，所述第一连接板贴合所述混凝土试件的顶面，所述第二连接板贴合所述岩石试件的底面，所述第二连接板承载于所述底板上，所述滚动体安装于所述第二连接板和所述底板之间，所述第一连接螺栓连接所述第一连接板和所述底板。
在其中一个实施方式中，所述加载装置包括第一安装板、第二安装板、第二连接螺栓及拉力计，所述第一安装板贴合所述延伸部的顶面，所述第二安装板贴合所述延伸部的底面，所述第二连接螺栓连接所述第一安装板和所述第二安装板，所述拉力计连接所述第一安装板，且所述拉力计与所述机架连接。
在其中一个实施方式中，还包括试件浇筑模具，所述试件浇筑模具具有岩石试件腔体及混凝土试件腔体。
在其中一个实施方式中，还包括饱水装置，所述饱水装置用于使剪切试件充分饱水形成饱和剪切试件，以模拟现实中抗浮牛腿所处的水文状态。
在其中一个实施方式中，还包括监测系统和数据采集系统，所述监测系统用于监测试验过程中所述饱和剪切试件的裂隙产生与扩展规律及试件破坏演化过程，所述数据采集系统用于采集试验过程中所述饱和剪切试件的剪应力应变曲线、最大剪切强度和最大剪切位移。
在其中一个实施方式中，所述监测系统包括数码相机、数值散斑仪及声发射传感器，所述数值散斑仪与所述数码相机分别于所述饱和剪切试件相对的两侧，所述声发射传感器与所述饱和剪切试件连接，所述数据采集系统包括多通道智能数据采集仪和计算机，所述多通道智能数据采集仪分别与所述试验机和所述计算机连接。
一种岩石基坑抗浮牛腿剪切试验方法，采用上述任意一项所述的岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置，包括以下步骤：
将约束装置安装到饱和剪切试件上，然后将加载装置安装到延伸部上；
将饱和剪切试件放置到试验台上，通过轴向加载机构对饱和剪切试件施加轴向偏心压力，调整所述加载装置对所述延伸部的拉力达到预设值；
通过切向加载机构对饱和剪切试件的岩石试件施加切向位移，进行剪切直至所述饱和剪切试件被剪坏。
在其中一个实施方式中，所述将约束装置安装到饱和剪切试件上，然后将加载装置安装到延伸部上的步骤之前还包括：
制作模拟岩石基坑抗浮牛腿的剪切试件；
将所述剪切试件充分饱水，制作成饱和剪切试件。
在其中一个实施方式中，所述制作模拟岩石基坑抗浮牛腿的剪切试件的步骤具体为：
根据实际抗浮牛腿尺寸与缩放比尺，对采集的岩块进行切割打磨，加工出岩石试件；
将所述岩石试件放入试件浇筑模具的岩石试件腔体中；
在混凝土试件腔体的侧壁涂抹脱模剂，然后浇筑混凝土，确保混凝土与所述岩石试件之间的界面粘结有效；
养护至混凝土达到标准强度后脱模制成剪切试件。
在其中一个实施方式中，所述将所述剪切试件充分饱水，制作成饱和剪切试件的步骤具体为：
将剪切试件用胶带缠紧固定，放入饱和缸中；
将抽气机与饱和缸连接，并启动真空泵，达到真空饱和条件后注水强制饱和，成为饱和剪切试件；
取出所述饱和剪切试件，擦干所述饱和剪切试件的表面，先在其侧面均匀喷涂白漆，然后喷洒黑点，作为数值散斑测点。
在其中一个实施方式中，所述将约束装置安装到饱和剪切试件上，然后将加载装置安装到延伸部上的步骤具体为：
将第一连接板贴合在混凝土试件的顶面，将第二连接板贴合到岩石试件的底面；
在第二连接板的底面安装滚动体，并将滚动体承载在底板上，采用第一连接螺栓连接所述第一连接板和所述底板；
将第一安装板贴合延伸部的顶面，将第二安装板贴合延伸部的底面，采用第二连接螺栓连接第一安装板和第二安装板，将拉力计与第一安装板连接。
在其中一个实施方式中，所述将饱和剪切试件放置到试验台上，通过轴向加载机构对饱和剪切试件施加轴向偏心压力，调整所述加载装置对所述延伸部的拉力达到预设值的步骤具体为：
将饱和剪切试件放置于试验台上，底板与所述试验台接触，轴向加载机构对准所述第一连接板，将拉力计的上端与机架上的吊环连接；
控制轴向加载机构以恒定速率顶压所述第一连接板，观测所述轴向加载机构反馈的压力，直至达到预设值；
上紧第一连接螺栓，确保所述饱和剪切试件在剪切过程中不发生竖向膨胀；
通过上紧拉力计内部的弹簧，为所述加载装置提供拉力，待拉力达到预设值后，停止加载。
在其中一个实施方式中，还包括以下步骤：
监测系统监测试验过程中饱和剪切试件的裂隙出现位置、裂隙扩展规律和试件变形规律，数据采集系统采集试验过程中所述饱和剪切试件的剪应力、剪应变、剪切强度和剪切位移指标。
在其中一个实施方式中，通过切向加载机构对饱和剪切试件的岩石试件施加切向位移，进行剪切直至所述饱和剪切试件被剪坏的步骤之前还包括：
将数值散斑仪、数码相机对准所述饱和剪切试件，打开仪器并调整参数；
将声发射传感器与所述饱和剪切试件连接；
将多通道智能数据采集仪分别连接试验机和计算机，打开仪器并调整好参数。
上述岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置及方法，饱和剪切试件为按照实际比例缩小了实际工程中抗浮牛腿与岩石咬合的模型，轴向加载装置对饱和剪切试件施加轴向偏心压力，加载装置与机架连接以提吊延伸部形成弯矩，实现了模拟实际工程中牛腿所处的复杂边界条件和受力状态。约束装置可以有效约束剪切试验过程中的剪胀效应，与实际工程约束变形的情况更为吻合，试验过程更加贴合实际。采用数值散斑点法、声发射传感器、照相机设备多维度监测试验过程，采用多通道智能数据采集仪和计算机收集并处理数据，可以保证实验结果的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为岩石基坑抗浮牛腿的示意图；
图2为一实施方式中岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置的结构示意图；
图3为数码相机和数值散斑仪分别设置于试验机相对两侧的示意图；
图4为图1中剪切装置安装于饱和剪切试件上的示意图；
图5为图4中约束装置的示意图；
图6为图4中加载装置的示意图；
图7为一实施方式中试件浇筑模具的示意图；
图8为一实施方式中岩石基坑抗浮牛腿剪切试验方法的流程图。
附图标记：
10-试验机，11-机架，12-试验台，13-轴向加载机构，14-切向加载机构，15-顶压机构，20-饱和剪切试件，22-岩石试件，24-混凝土试件，26-凸台，30-剪切装置，32-约束装置，321-第一连接板，322-第二连接板，323-滚动体，324-底板，325-第一连接螺栓，34-加载装置，341-第一安装板，342-第二安装板，343-第二连接螺栓，344-拉力计，42-数码相机，44-数值散斑仪，46-声发射传感器，50-数据采集系统，52-多通道智能数据采集仪，54-计算机，60-吊环，70-试件浇筑模具，72-岩石试件腔体，74-混凝土试件腔体，76-承载板，78-侧板。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此发明不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
请参阅图2，一实施方式中的岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置，包括试验机10、饱和剪切试件20及剪切装置30。
试验机10包括机架11、试验台12、轴向加载机构13和切向加载机构14，试验台12、轴向加载机构13和切向加载机构14均设置于机架11上。试验台12用于承载饱和剪切试件20，轴向加载机构13用于对饱和剪切试件20施加轴向偏心压力，切向加载机构14用于对饱和剪切试件20施加切向剪切位移。
请一并参阅图4，饱和剪切试件20放置于试验台12上，饱和剪切试件20为按照比例缩小了实际工程中抗浮牛腿与岩石咬合的模型。具体地，饱和剪切试件20包括岩石试件22和混凝土试件24，混凝土试件24层叠于岩石试件22上，且混凝土试件24延伸超出混凝土试件24形成延伸部，岩石试件22和混凝土设有相互咬合的凸台26。
剪切装置30包括约束装置32及加载装置34，约束装置32用于将混凝土试件24和岩石试件22固定，约束装置32可以有效约束剪切试验过程中的剪胀效应，与实际工程约束变形的情况更为吻合，试验过程更加贴合实际。加载装置34安装于延伸部上，加载装置34与机架11连接以对延伸部提供拉力形成弯矩，实现了模拟实际工程中牛腿所处的复杂边界条件和受力状态。在剪切试验中，轴向加载机构13用于对饱和剪切试件20施加轴向偏心压力，切向加载机构14用于对岩石试件22施加切向剪切位移。
请一并参阅图5，一实施方式中，约束装置32包括第一连接板321、第二连接板322、滚动体323、底板324及第一连接螺栓325。第一连接板321贴合混凝土试件24的顶面，第二连接板322贴合岩石试件22的底面，第二连接板322承载于底板324上，滚动体323安装于第二连接板322和底板324之间，滚动体323可以实现第二连接板322和底板324之间相互错动，保证饱和剪切试件20在进行剪切试验中，岩石试件22可以切向移动。第一连接螺栓325连接第一连接板321和底板324，实现将饱和剪切试件20夹紧固定。饱和剪切试件20放置于试验台12上时，底板324与试验台12接触。具体地，滚动体323可以为轴承。
请一并参阅图6，一实施方式中，加载装置34包括第一安装板341、第二安装板342、第二连接螺栓343及拉力计344。第一安装板341贴合延伸部的顶面，第二安装板342贴合延伸部的底面，第二连接螺栓343连接第一安装板341和第二安装板342，实现加载装置34安装于延伸部上，拉力计344连接第一安装板341，拉力计344与机架11连接，实现为延伸部提供拉力。
请再次参阅图2，在一实施方式中，轴向加载机构13为轴向千斤顶，轴向千斤顶竖向向下施加压力，轴向加载机构13顶压约束装置32的第一连接板321。拉力计344的下端与第二安装板342上的吊环60连接，拉力计344的上端与机架11上的吊环60连接，通过上紧拉力计344内部的弹簧，为加载装置34提供拉力。切向加载机构14为切向千斤顶，切向千斤顶水平布置。
一实施方式中，为了避免剪切试验过程中，混凝土试件24随着岩石试件22发生位移，试验机10还包括顶压机构15，顶压机构15顶压混凝土试件24。具体地，顶压机构15为千斤顶。
在一实施方式中，岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置还包括饱水装置，饱水装置用于使剪切试件充分饱水，以模拟现实中抗浮牛腿所处的水文状态。具体地，饱水装置包括饱和仪、真空泵及饱和缸。饱和仪放置于饱和缸内，真空泵与饱和缸连接，真空泵对饱和缸进行抽真空，达到真空饱和条件后注水强制饱和。
在一实施方式中，岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置还包括监测系统和数据采集系统50，监测系统用于监测试验过程中剪切试件的裂隙产生与扩展规律及试件破坏演化过程，数据采集系统50用于采集试验过程中饱和剪切试件20的剪应力应变曲线、最大剪切强度和最大剪切位移。
请一并参阅图3，在上述实施例的基础上，进一步地，监测系统包括数码相机42、数值散斑仪44及声发射传感器46，数值散斑仪44和数码相机42分别位于饱和剪切试件20相对的两侧，数值散斑仪44和数码相机42用于监测试件外部裂隙产生和破坏演化过程，饱和剪切试件20喷洒有数值散斑测点，便于数值散斑仪44的监测。声发射传感器46与饱和剪切试件20连接，声发射传感器46用于监测试件内部裂隙产生和破坏演化过程。
在上述实施例的基础上，进一步地，数据采集系统50包括多通道智能数据采集仪52和计算机54，多通道智能数据采集仪52分别与试验机10和计算机54连接，多通道智能数据采集仪52采集试验过程中所述剪切试件的剪应力应变曲线、最大剪切强度和最大剪切位移数据，并将这些数据传输至计算机54进行处理。
请一并参阅图7，在一实施方式中，岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置还包括试件浇筑模具70，试件浇筑模具70用于制作客观反映抗浮牛腿和岩体形状尺寸、相互位置关系与相互作用关系的剪切试件。试件浇筑模具70具有岩石试件腔体72及混凝土试件腔体74，岩石试件腔体72的形状与岩石试件22的形状相同，混凝土试件腔体74的形状与混凝土试件24相同。一实施方式中，试件浇筑模具70包括承载板76和侧板78，侧板78固定于承载板76上，侧板78和承载板76围成容纳剪切试件的腔体。
请参阅图8，本发明还提供了一种岩石基坑抗浮牛腿剪切试验方法，为实现该试验方法，其采用上述岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置。具体地，该试验方法包括以下步骤：
步骤S110：将约束装置32安装到饱和剪切试件20上，然后将加载装置34安装到延伸部上。
具体地，将第一连接板321贴合在混凝土试件24的顶面，将第二连接板322贴合到岩石试件22的底面，在第二连接板322的底面安装滚动体323，并将滚动体323承载在底板324上，实现滚动体323安装在第二连接板322和底板324之间，第二连接板322和底板324之间可以错动。然后采用第一连接螺栓325连接第一连接板321和底板324，实现将饱和剪切试件20夹紧固定为整体。
然后将第一安装板341贴合延伸部的顶面，将第二安装板342贴合延伸部的底面，采用第二连接螺栓343连接第一安装板341和第二安装板342，实现将加载装置34安装到延伸部上，将拉力计344与第一安装板342上的吊环60连接。
在一实施方式中，上述步骤S110之前还包括：制作模拟岩石基坑抗浮牛腿的剪切试件，将剪切试件充分饱水，制作成饱和剪切试件20。
具体地，根据实际抗浮牛腿尺寸和缩放比尺，对采集的岩石进行切割打磨，加工出岩石试件22。将加工好的岩石试件22放置于试件浇筑模块的岩石试件腔体72中。在混凝土试件腔体74的侧壁涂抹脱模剂，然后浇筑与现场标号一致的混凝土，确保混凝土和岩石试件22之间的截面粘结有效。振捣夯实，在标准条件下养护至标准强度后，脱模形成混凝土试件24，此时混凝土试件24和岩石试件22粘接在一起构成剪切试件。混凝土试件24制成多块，需要对混凝土试件24测定其抗压强度，看是否达标。剪切试件加工出多块，便于进行对比试验。
然后将剪切试件用胶带缠紧固定，放入饱和缸中。将抽气机与饱和缸连接，启动真空泵，达到真空饱和条件后注水强制饱和，形成饱和剪切试件20。取出饱和剪切试件20，擦干表面，先在其侧面均匀喷涂白漆，然后喷洒黑点，作为数值散斑测点。
步骤S120：将饱和剪切试件20放置到试验台12上，通过轴向加载机构13对饱和剪切试件20施加轴向偏心压力，调整加载装置34对延伸部的拉力达到预设值。
具体地，将饱和剪切试件20放置于试验台12上，底板324与试验台12接触，第二连接板322可以相对底板324错动。轴向加载机构13对准第一连接板321，将拉力计344的上端通过细铁丝与机架11上的吊环60连接。控制轴向加载机构13以恒定速率顶压第一连接板321，轴向加载机构13偏离饱和剪切试件20的中心形成偏心的轴压力。观测轴向加载机构13反馈的压力，直至达到预设值。
然后上紧第一连接螺栓325，确保饱和剪切试件20在剪切过程中不发生竖向膨胀。通过上紧拉力计344内部的弹簧，为加载装置34提供拉力形成弯矩，待拉力达到预设值后，停止加载。
步骤S130：通过切向加载机构14对饱和剪切试件20的岩石试件22施加切向位移，进行剪切直至饱和剪切试件20被剪坏。
具体地，控制切向加载机构14以恒定速率向左移动，岩石试件22和混凝土试件24的凸台26相互剪切挤压，实时监测反馈的剪切应力和剪切位移，直至剪应力-应变曲线达到峰值，并出现强度的明显跌落，意味着所述饱和剪切试件20发生破坏，关闭所述切向加载机构14。其中，切向加载机构14顶压岩石试件22的过程中，岩石试件22带动第二连接板322相对底板324发生错动，实现岩石试件22可以切向位移，左侧的顶压机构15顶压混凝土试件24，避免混凝土试验产生切向位移。
在一实施方式中，上述试验方法还包括：监测系统监测试验过程中饱和剪切试件20的裂隙出现位置、裂隙扩展规律及试件变形规律，数据采集系统50采集试验过程中饱和剪切试件20的剪应力、剪应变、剪切强度和剪切位移指标。
一实施方式中，监测系统包括数码相机42、数值散斑仪44及声发射传感器46，数据采集系统50包括多通道智能数据采集仪52和计算机54。在上述步骤S130之前，还包括：将数值散斑仪44、数码相机42对准饱和剪切试件20，打开仪器并调整参数。将声发射传感器46与饱和剪切试件20接触，将多通道智能数据采集仪52分别连接试验机10和计算机54，打开仪器并调整好参数。
具体地，在剪切试验过程中，数值散斑仪44和数码相机42用于监测试件外部裂隙产生和破坏演化过程，声发射传感器46用于监测试件内部裂隙产生和破坏演化过程，多通道智能数据采集仪52采集试验过程中所述剪切试件的剪应力应变曲线、最大剪切强度和最大剪切位移数据，并将这些数据传输至计算机54进行处理。
上述岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置及方法，开创性地设计了验证抗浮牛腿作用机理与破坏特征的剪切试验。试件浇筑模具70实现了抗浮牛腿结构模型的制作，约束装置32模拟实际偏心受压情况，约束了牛腿与岩石体之间剪切错动产生的轴向位移，加载装置34模拟抗浮牛腿构件右侧的受力状态，更加真实地反映抗浮牛腿的作用机理。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (14)

1.一种岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置，其特征在于，包括：
试验机，包括机架、试验台、轴向加载机构和切向加载机构，所述试验台、所述轴向加载机构及所述切向加载机构均设置于所述机架上；
饱和剪切试件，放置于所述试验台上，所述饱和剪切试件包括岩石试件和混凝土试件，所述混凝土试件层叠于岩石试件上，且所述混凝土试件延伸超出所述岩石试件形成延伸部，所述岩石试件和所述混凝土试件均设有相互咬合的凸台；及
剪切装置，包括约束装置及加载装置，所述约束装置用于将所述混凝土试件和所述岩石试件固定以约束剪切试验过程中的剪胀效应，所述加载装置安装于所述延伸部上，所述加载装置与所述机架连接以对所述延伸部提供拉力施加弯矩；
其中，剪切试验中，所述轴向加载机构对所述饱和剪切试件施加轴向偏心压力，所述切向加载机构用于对所述岩石试件施加切向剪切位移；
所述约束装置包括第一连接板、第二连接板、滚动体、底板及第一连接螺栓，所述第一连接板贴合所述混凝土试件的顶面，所述第二连接板贴合所述岩石试件的底面，所述第二连接板承载于所述底板上，所述滚动体安装于所述第二连接板和所述底板之间，所述第一连接螺栓连接所述第一连接板和所述底板。
2.根据权利要求1所述的岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置，其特征在于，所述加载装置包括第一安装板、第二安装板、第二连接螺栓及拉力计，所述第一安装板贴合所述延伸部的顶面，所述第二安装板贴合所述延伸部的底面，所述第二连接螺栓连接所述第一安装板和所述第二安装板，所述拉力计连接所述第一安装板，且所述拉力计与所述机架连接。
3.根据权利要求1所述的岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置，其特征在于，还包括试件浇筑模具，所述试件浇筑模具具有岩石试件腔体及混凝土试件腔体。
4.根据权利要求1所述的岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置，其特征在于，还包括饱水装置，所述饱水装置用于使剪切试件充分饱水形成饱和剪切试件，以模拟现实中抗浮牛腿所处的水文状态。
5.根据权利要求1所述的岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置，其特征在于，还包括监测系统和数据采集系统，所述监测系统用于监测试验过程中所述饱和剪切试件的裂隙产生与扩展规律及试件破坏演化过程，所述数据采集系统用于采集试验过程中所述饱和剪切试件的剪应力应变曲线、最大剪切强度和最大剪切位移。
6.根据权利要求5所述的岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置，其特征在于，所述监测系统包括数码相机、数值散斑仪及声发射传感器，所述数值散斑仪与所述数码相机分别于所述饱和剪切试件相对的两侧，所述声发射传感器与所述饱和剪切试件连接，所述数据采集系统包括多通道智能数据采集仪和计算机，所述多通道智能数据采集仪分别与所述试验机和所述计算机连接。
7.一种岩石基坑抗浮牛腿剪切试验方法，采用如权利要求1-6任意一项所述的岩石基坑抗浮牛腿剪切试验装置，其特征在于，包括以下步骤：
将约束装置安装到饱和剪切试件上，然后将加载装置安装到延伸部上；
将饱和剪切试件放置到试验台上，通过轴向加载机构对饱和剪切试件施加轴向偏心压力，调整所述加载装置对所述延伸部的拉力达到预设值；
通过切向加载机构对饱和剪切试件的岩石试件施加切向位移，进行剪切直至所述饱和剪切试件被剪坏。
8.根据权利要求7所述的岩石基坑抗浮牛腿剪切试验方法，其特征在于，所述将约束装置安装到饱和剪切试件上，然后将加载装置安装到延伸部上的步骤之前还包括：
制作模拟岩石基坑抗浮牛腿的剪切试件；
将所述剪切试件充分饱水，制作成饱和剪切试件。
9.根据权利要求8所述的岩石基坑抗浮牛腿剪切试验方法，其特征在于，所述制作模拟岩石基坑抗浮牛腿的剪切试件的步骤具体为：
根据实际抗浮牛腿尺寸与缩放比尺，对采集的岩块进行切割打磨，加工出岩石试件；
将所述岩石试件放入试件浇筑模具的岩石试件腔体中；
在混凝土试件腔体的侧壁涂抹脱模剂，然后浇筑混凝土，确保混凝土与所述岩石试件之间的界面粘结有效；
养护至混凝土达到标准强度后脱模制成剪切试件。
10.根据权利要求8所述的岩石基坑抗浮牛腿剪切试验方法，其特征在于，所述将所述剪切试件充分饱水，制作成饱和剪切试件的步骤具体为：
将剪切试件用胶带缠紧固定，放入饱和缸中；
将抽气机与饱和缸连接，并启动真空泵，达到真空饱和条件后注水强制饱和，成为饱和剪切试件；
取出所述饱和剪切试件，擦干所述饱和剪切试件的表面，先在其侧面均匀喷涂白漆，然后喷洒黑点，作为数值散斑测点。
11.根据权利要求7所述的岩石基坑抗浮牛腿剪切试验方法，其特征在于，所述将约束装置安装到饱和剪切试件上，然后将加载装置安装到延伸部上的步骤具体为：
将第一连接板贴合在混凝土试件的顶面，将第二连接板贴合到岩石试件的底面；
在第二连接板的底面安装滚动体，并将滚动体承载在底板上，采用第一连接螺栓连接所述第一连接板和所述底板；
将第一安装板贴合延伸部的顶面，将第二安装板贴合延伸部的底面，采用第二连接螺栓连接第一安装板和第二安装板，将拉力计与第一安装板连接。
12.根据权利要求11所述的岩石基坑抗浮牛腿剪切试验方法，其特征在于，所述将饱和剪切试件放置到试验台上，通过轴向加载机构对饱和剪切试件施加轴向偏心压力，调整所述加载装置对所述延伸部的拉力达到预设值的步骤具体为：
将饱和剪切试件放置于试验台上，底板与所述试验台接触，轴向加载机构对准所述第一连接板，将拉力计的上端与机架上的吊环连接；
控制轴向加载机构以恒定速率顶压所述第一连接板，观测所述轴向加载机构反馈的压力，直至达到预设值；
上紧第一连接螺栓，确保所述饱和剪切试件在剪切过程中不发生竖向膨胀；
通过上紧拉力计内部的弹簧，为所述加载装置提供拉力，待拉力达到预设值后，停止加载。
13.根据权利要求7所述的岩石基坑抗浮牛腿剪切试验方法，其特征在于，还包括以下步骤：
监测系统监测试验过程中饱和剪切试件的裂隙出现位置、裂隙扩展规律和试件变形规律，数据采集系统采集试验过程中所述饱和剪切试件的剪应力、剪应变、剪切强度和剪切位移指标。
14.根据权利要求13所述的岩石基坑抗浮牛腿剪切试验方法，其特征在于，通过切向加载机构对饱和剪切试件的岩石试件施加切向位移，进行剪切直至所述饱和剪切试件被剪坏的步骤之前还包括：
将数值散斑仪、数码相机对准所述饱和剪切试件，打开仪器并调整参数；
将声发射传感器与所述饱和剪切试件连接；将多通道智能数据采集仪分别连接试验机和计算机，打开仪器并调整好参数。
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