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专利号: 201910356014X
申请人: 中南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种非均布法向荷载结构面直剪试验方法,其特征在于,本方法采用辅助加载装置对试验施加非均布荷载;

辅助加载装置包括加载框和若干刚性压条,加载框为矩型框,包括一对夹板和一对侧板;夹板套于侧板上,两夹板的相对位置可调;刚性压条为长方体刚性压条,各刚性压条并列均布于两侧板之间通过夹板夹紧;

本方法包括以下步骤:

步骤一、确定荷载的分布形式;

步骤二、根据荷载的分布形式确定加载用刚性压条的刚度分布序列;

步骤三、根据刚度分布选定不同刚度的刚性压条,并将各刚性压条按刚度分布序列排序;

步骤四、由排序后各刚性压条所承受的法向荷载σi确定加载设备在的所有刚性压条上端施加的法向荷载值σ,不同刚度的刚性压条在相同变形下受力不同,所以加载设备施加的法向荷载通过各刚性压条转化为对试样的法向非均布荷载加载;

步骤五、测量节理面粗糙度系数JRC、节理的单轴抗压强度值JCS和节理面的摩擦角,确定节理剪切强度经验JRC‑JCS模型公式;

步骤六、在整个节理面上的法向应力区间内,对JRC‑JCS模型进行积分即可得到非均布法向载荷作用下结构面剪切强度;

在所述步骤二中,刚性压条自身刚度与所承受荷载之间的关系为:其中n为刚性压条数量,σ1、σ2、σ3...σn为根据步骤一中荷载分布确定的不同刚性压条所承担的载荷值,k1、k2、k3...kn为不同刚性压条的刚度值;

在所述步骤四中,加载设备所需施加的法向荷载值σ与各刚性压条所承受的法向荷载σi之间的关系为:

2.如权利要求1所述的非均布法向荷载结构面直剪试验方法,其特征在于,在所述步骤二中,选定刚性压条时,刚性压条抗压强度不小于所需承受荷载的两倍。

3.如权利要求1所述的非均布法向荷载结构面直剪试验方法,其特征在于,在所述步骤三中,刚性压条为长方体条,粗糙度不大于Ra0.40,尺寸误差不大于最小边的1%,各刚性压条按刚度从大到小的顺序依次排列。

4.如权利要求1所述的非均布法向荷载结构面直剪试验方法,其特征在于,在所述步骤五中,JRC‑JCS模型的表达式为: 其中τ为剪应力,σ为法向应力,JRC为节理面粗糙度系数,σc为节理面单轴抗压强度,φb为节理面摩擦角。

5.如权利要求1所述的非均布法向荷载结构面直剪试验方法,其特征在于:所述夹板的长度方向两端均设有条形槽,条形槽外设有通孔;侧板上沿板长方向设有一排定位孔;夹板以其条形槽套于侧板两端通过穿过定位孔的定位销定位,一对夹板通过穿过通孔的螺杆配合螺母锁紧。