一种可加围压的岩石变角拉剪、压剪与变角三轴试验装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115824837A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211424066.4(22)申请日2022.11.15(71)申请人南京理工大学地址210014江苏省南京市玄武区孝陵卫街道孝陵卫街200号(72)发明人胡杰王明洋戎晓力石少帅熊自明王欣桐潘浩岚谢肖坤(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221专利代理师李琳(51)Int.Cl.G01N3/24(2006.01)G01N3/10(2006.01)G01N3/12(2006.01)G01N3/02(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图12页(54)发明名称一种可加围压的岩石变角拉剪、压剪与变角三轴试验装置(57)摘要本发明公开一种可加围压的岩石变角拉剪、压剪与变角三轴试验装置，包括：反力框架，以及设于反力框架上的液压加载系统、变角剪切试验模块和变角三轴试验模块，可进行无侧向围压条件下的岩样变角压剪试验、无侧向围压条件下的岩样变角拉剪试验、有侧向围压条件下的岩样变角剪切试验、立方体岩样变角三轴试验、真三轴应力条件下小尺度岩块的“先加载、后开挖”应力路径模拟试验。简化了试验机加载结构，减少了加载油缸数量，增强了多类型试验开展的简易性，能够满足多重功能的有效集成，实现一机多用。CN115824837ACN115824837A权利要求书1/3页1.一种可加围压的岩石变角拉剪、压剪与变角三轴试验装置，其特征在于，包括：反力框架，以及设于反力框架上的液压加载系统、变角剪切试验模块和变角三轴试验模块；所述液压加载系统包括设于反力框架顶部的竖直双向加载油缸和设于反力框架两侧的第一水平单向加载油缸和第二水平单向加载油缸；所述变角剪切试验模块包括底部承台、第一变角剪切构件和第二变角剪切构件；底部承台设于反力框架的底部，底部承台上通过连接件连接第二变角剪切构件，第一变角剪切构件通过连接件连接至竖直双向加载油缸；所述第一变角剪切构件和第二变角剪切构件均包括滑动连接的承力剪切滑动座和剪切滑动块，两个剪切滑动块相对设置且在中间设有岩样，竖直双向加载油缸对岩样施加竖向的拉荷载和压荷载，第一水平单向加载油缸和第二水平单向加载油缸对岩样施加侧向围压；所述变角三轴试验模块包括三轴试验承台、和设于三轴试验承台上的变角三轴装置和承力垫块，三轴试验承台设于底部承台上，第一水平单向加载油缸和第二水平单向加载油缸分别连接一个变角三轴装置，在两侧的变角三轴装置中间放置岩样，在岩样上设置承力垫块，承力垫块连接至竖直双向加载油缸。2.如权利要求1所述的一种可加围压的岩石变角拉剪、压剪与变角三轴试验装置，其特征在于，所述第一变角剪切构件依次通过第一凹槽型连接件和第一工字型连接件连接至竖直双向加载油缸；所述第一工字型连接件与第一凹槽型连接件中间设有第一拉压两用滚珠排；所述底部承台上依次通过第二凹槽型连接件和第二工字型连接件连接第二变角剪切构件；所述第二工字型连接件与第二凹槽型连接件中间设有第二拉压两用滚珠排。3.如权利要求1所述的一种可加围压的岩石变角拉剪、压剪与变角三轴试验装置，其特征在于，所述承力剪切滑动座上设有滑轨，剪切滑动块上设有滑动凹槽，承力剪切滑动座通过滑轨与滑动凹槽连接，以使剪切滑动块沿滑轨弧形滑动，且通过改变剪切滑动块的角度对岩样进行实现不同形式的试验；或，所述承力剪切滑动座上设有剪切变角定位螺栓，所述剪切滑动块上设有与剪切变角定位螺栓相匹配的剪切变角定位孔，以在剪切滑动块确定滑动角度后，通过剪切变角定位孔与剪切变角定位螺栓进行位置固定；或，所述承力剪切滑动座的外侧面上设有刻度。4.如权利要求1所述的一种可加围压的岩石变角拉剪、压剪与变角三轴试验装置，其特征在于，在进行变角压剪试验时，岩样自然放置于第一变角剪切构件和第二变角剪切构件的中间，岩样的上下表面与剪切滑动块自由贴合放置；进行变角拉剪试验时，岩样的上下表面与剪切滑动块之间采用高强粘结胶进行粘合；进行有侧向围压变角剪切试验时，将变角剪切试验模块围绕自身竖直中线旋转90°，岩样的临空面分别正对两侧的水平单向加载油缸，且在岩样的两个临空侧面安装承力垫板，通过第一水平单向加载油缸和第二水平单向加载油缸对岩样施加特定力值的侧向围压。2CN115824837A权利要求书2/3页5.如权利要求1所述的一种可加围压的岩石变角拉剪、压剪与变角三轴试验装置，其特征在于，所述变角三轴装置用于完整立方体岩样的变角三轴试验，包括完整岩样三轴承力滑动座、完整岩样三轴滑动块、三轴变角定位螺栓和三轴变角定位孔；所述完整岩样三轴承力滑动座和完整岩样三轴滑动块之间滑动连接，并通过三轴变角定位螺栓和三轴变角定位孔进行位置固定。6.如权利要求1所述的一种可加围压的岩石变角拉剪、压剪与变