CN220289278U - 一种分区荷载的岩石剪切装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种分区荷载的岩石剪切装置，包括底座，底座上方设有顶部支架，顶部支架左右两端分别通过左侧支柱和右侧支柱固定在底座上，轴向分区动力源固定设置在顶部支架中部，轴向分区动力源上设有分区压头；上部剪切盒左右两端分别固定在左侧支柱、右侧支柱上，底座中部嵌有滑轨并内置滚珠，下部剪切盒放置在滑轨上，底座一侧固定设置往复剪切液压动力源，往复剪切液压动力源通过剪切传动轴与下部剪切盒连接；岩石试样下部放置在下部剪切盒中，岩石试样上部伸入上部剪切盒并与分区压头相接触。本实用新型对室内岩石剪切试验进一步减小岩石非均质性产生的差异具有明显改进作用，具有广阔应用前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种分区荷载的岩石剪切装置。
背景技术
在岩土工程施工和维护运营过程中，由于结构破坏而引起的灾害时常发生，严重威胁着工程的安全生产。资源开发与工程建设中经常遇到岩土滑坡、岩溶塌陷、地面塌陷、岩爆、爆炸火灾、泥石流等工程地质灾害问题，对周边环境、民生经济与人民生命安全造成非常大的损失，因此判断岩石结构面是非常重要的。
岩体失稳是指岩体失去其既有的力学平衡状态，变形不断发展直至破坏的过程。由于破裂过程中所造成的应力集中效应显著，即使应力保持不变破裂仍会不断地累进发展，通常是某些最薄弱的环节首先破坏，应力重新分布的结果又引起次薄弱环节的破坏，形成贯通性破裂面，岩体强度迅速减弱，变形继续发展，直至岩体被分割成相互脱离的块体而使整体破坏。
由于岩石天然存在各向异性，每一块岩石之间都存在差别，对同种岩体进行力学试验时，岩石自身性质产生的误差不可避免。为了对不同轴向应力作用下的直剪试验的剪切等开展研究，需给出一种方法和装置来实现非均布荷载。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、操作方便的分区荷载的岩石剪切装置。
本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种分区荷载的岩石剪切装置，包括底座、上部剪切盒、下部剪切盒、轴向分区动力源，所述底座上方设有顶部支架，所述顶部支架左右两端分别通过左侧支柱和右侧支柱固定在底座上，所述轴向分区动力源固定设置在顶部支架中部，所述轴向分区动力源底部有五个大小一致且相邻的孔，五个分区压头分别嵌入五个孔中，轴向分区动力源位于分区压头上方，对每个分区压头设置不同轴向应力；所述上部剪切盒位于轴向分区动力源下方，上部剪切盒左右两端分别通过左侧支架、右侧支架固定在左侧支柱、右侧支柱上，所述底座中部嵌有滑轨并内置滚珠，所述下部剪切盒位于上部剪切盒下方且放置在滑轨上，所述底座一侧固定设置往复剪切液压动力源，往复剪切液压动力源通过剪切传动轴与下部剪切盒连接；岩石试样下部放置在下部剪切盒中，岩石试样上部伸入上部剪切盒并与五个分区压头相接触。
上述分区荷载的岩石剪切装置，所述底座为长方体基座，其与左侧支柱、右侧支柱连接部分钻有第一螺纹孔洞用以固定支柱。
上述分区荷载的岩石剪切装置，所述左侧支柱、右侧支柱上下端头均为螺纹构造，用来连接底座与顶部支架。
上述分区荷载的岩石剪切装置，所述左侧支柱上、右侧支柱上分别钻有用于分别与左侧支架、右侧支架配合连接的第二螺纹孔洞。
上述分区荷载的岩石剪切装置，所述剪切传动轴与下部剪切盒连接处为可拆卸设计。
上述分区荷载的岩石剪切装置，所述上部剪切盒的顶部没有盒顶，五个分区压头直接作用于上部剪切盒内的试样。
上述分区荷载的岩石剪切装置，所述上部剪切盒与下部剪切盒均为长方体盒状。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型将上部剪切盒通过左侧支架、右侧支架与左侧支柱、右侧支柱固定，下部剪切盒置于滑轨上；待剪切盒固定完毕后放入试样，调整分区压头位置，保证试样与分区压头密切贴合；之后通过调整轴向分区动力源的位置以提供动力，在施加分区荷载时，剪切传动轴运作，拉动下部试样左右移动，即可对统一岩石试验顶部施加不同轴向压力，缩小岩石本身差异差生的试验误差，对室内岩石剪切试验进一步减小岩石非均质性产生的差异具有明显改进作用，具有广阔应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的主视图。
图2为本实用新型的侧视图。
图3为本实用新型的俯视图。
实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1-图3所示，一种分区荷载的岩石剪切装置，包括底座3、上部剪切盒1、下部剪切盒2、轴向分区动力源4，所述底座3上方设有顶部支架10，所述顶部支架10左右两端分别通过左侧支柱6和右侧支柱14固定在底座3上，所述轴向分区动力源4固定设置在顶部支架10中部，所述轴向分区动力源4底部有五个大小一致且相邻的孔，五个分区压头5分别嵌入五个孔中，轴向分区动力源4位于分区压头5上方，对每个分区压头5设置不同轴向应力，用于模仿自然界中岩石不均匀断裂提供不同轴向应力。所述上部剪切盒1位于轴向分区动力源4下方，上部剪切盒1左右两端分别通过左侧支架7、右侧支架9固定在左侧支柱6、右侧支柱14上，所述底座3中部嵌有滑轨11并内置滚珠12，以减小下部岩石运动时的摩擦；所述下部剪切盒2位于上部剪切盒1下方且放置在滑轨11上，所述底座3一侧固定设置往复剪切液压动力源8，往复剪切液压动力源8通过剪切传动轴13与下部剪切盒2连接；岩石试样下部放置在下部剪切盒2中，岩石试样上部伸入上部剪切盒1并与五个分区压头5相接触。
所述底座3为长方体基座，其与左侧支柱6、右侧支柱14连接部分钻有第一螺纹孔洞用以固定支柱。
所述左侧支柱6、右侧支柱14上下端头均为螺纹构造，用来连接底座3与顶部支架10。
所述左侧支柱6上、右侧支柱14上分别钻有用于分别与左侧支架7、右侧支架9配合连接的第二螺纹孔洞。
所述剪切传动轴13与下部剪切盒2连接处为可拆卸设计。
所述上部剪切盒1的顶部没有盒顶，五个分区压头5直接作用于上部剪切盒1内的试样。
所述上部剪切盒1与下部剪切盒2均为长方体盒状。
本实用新型的工作过程为：将分区荷载的岩石剪切装置各个部件之间通过螺栓或者螺钉链接，将上部剪切盒1通过左侧支架7、右侧支架9与左侧支柱6、右侧支柱14固定，下部剪切盒2置于滑轨11上。待剪切盒固定完毕后放入岩石试样，调整分区压头5位置，保证岩石试样与分区压头5密切贴合；之后通过调整轴向分区动力源4的位置以提供动力，在施加分区荷载时，剪切传动轴13运作，拉动下部试样左右移动，由于岩石试验顶部施加不同大小轴力，在剪切破坏后所产生的剪切面呈现不同破坏形式，通过对剪切面进行电竞扫描和对试块正面的散板观察，即可在一次试验中分析不同轴向应力对岩石剪切破坏产生的不同破坏模式，而对不同轴向应力所对应岩石区域上粘贴应变片可进一步分析岩石剪切过程中的应力-应变关系。
Claims (7)
1.一种分区荷载的岩石剪切装置，包括底座、上部剪切盒、下部剪切盒、轴向分区动力源，其特征在于：所述底座上方设有顶部支架，所述顶部支架左右两端分别通过左侧支柱和右侧支柱固定在底座上，所述轴向分区动力源固定设置在顶部支架中部，所述轴向分区动力源底部有五个大小一致且相邻的孔，五个分区压头分别嵌入五个孔中，轴向分区动力源位于分区压头上方，对每个分区压头设置不同轴向应力；所述上部剪切盒位于轴向分区动力源下方，上部剪切盒左右两端分别通过左侧支架、右侧支架固定在左侧支柱、右侧支柱上，所述底座中部嵌有滑轨并内置滚珠，所述下部剪切盒位于上部剪切盒下方且放置在滑轨上，所述底座一侧固定设置往复剪切液压动力源，往复剪切液压动力源通过剪切传动轴与下部剪切盒连接；岩石试样下部放置在下部剪切盒中，岩石试样上部伸入上部剪切盒并与五个分区压头相接触。
2.根据权利要求1所述的分区荷载的岩石剪切装置，其特征在于：所述底座为长方体基座，其与左侧支柱、右侧支柱连接部分钻有第一螺纹孔洞用以固定支柱。
3.根据权利要求2所述的分区荷载的岩石剪切装置，其特征在于：所述左侧支柱、右侧支柱上下端头均为螺纹构造，用来连接底座与顶部支架。
4.根据权利要求1所述的分区荷载的岩石剪切装置，其特征在于：所述左侧支柱上、右侧支柱上分别钻有用于分别与左侧支架、右侧支架配合连接的第二螺纹孔洞。
5.根据权利要求1所述的分区荷载的岩石剪切装置，其特征在于：所述剪切传动轴与下部剪切盒连接处为可拆卸设计。
6.根据权利要求1所述的分区荷载的岩石剪切装置，其特征在于：所述上部剪切盒的顶部没有盒顶，五个分区压头直接作用于上部剪切盒内的试样。
7.根据权利要求1所述的分区荷载的岩石剪切装置，其特征在于：所述上部剪切盒与下部剪切盒均为长方体盒状。
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