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专利号: 2021110845729
申请人: 中国矿业大学
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种三维粗糙裂隙面卸荷诱发剪切滑移试验装置,其特征在于,包括支撑台(1),所述支撑台(1)顶端设置有围压部、轴压部、环境控制机构,所述环境控制机构内设置有岩体试样;

所述围压部与所述支撑台(1)顶端固接,所述轴压部与所述环境控制机构顶端固接,所述围压部和所述轴压部均与所述岩体试样传动连接;

所述围压部包括周向设置在所述支撑台(1)顶端的四个横向液泵(2),任一所述横向液泵(2)活动端通过连接件可拆卸连接有第一连杆(3),所述第一连杆(3)上固接有第一滑板(4),所述第一滑板(4)上固接有第二连杆(5),所述第二连杆(5)穿过所述环境控制机构,且所述第二连杆(5)末端固接有横压板(6),所述横压板(6)通过测量件与所述岩体试样抵接;

所述支撑台(1)顶端还设置有使横压板(6)瞬态卸荷的卸荷件,所述卸荷件位于所述第一滑板(4)与所述环境控制机构之间,所述卸荷件与所述第一连杆(3)可拆卸连接;

所述卸荷件包括支板(14),所述支板(14)通过定位件与所述支撑台(1)可拆卸连接,所述支板(14)上开设有第一空腔(15)和第二空腔(16),所述第一空腔(15)位于所述第二空腔(16)上方,所述第一空腔(15)与所述第二空腔(16)通过连通孔(17)连通,所述连通孔(17)内设置有锁定滚珠(18);所述第一空腔(15)内滑动连接有锁定板(19),所述锁定板(19)底端与所述锁定滚珠(18)顶端抵接,且所述锁定板(19)上开设有容纳所述锁定滚珠(18)的存放槽(20),所述第二空腔(16)内设置有压缩弹簧(21),所述压缩弹簧(21)与所述第二空腔(16)底部固接,所述第一连杆(3)靠近所述支板(14)的一端固接有锁定球头(22),所述锁定球头(22)位于所述第二空腔(16)内,且所述锁定球头(22)与所述锁定滚珠(18)和所述压缩弹簧(21)抵接。

2.根据权利要求1所述的三维粗糙裂隙面卸荷诱发剪切滑移试验装置,其特征在于:所述轴压部包括与所述环境控制机构顶端固接的轴向液泵(7),所述岩体试样底端与顶端分别设置有底座(8)和轴压板(9),所述底座(8)底端与所述支撑台(1)顶端固接,所述轴向液泵(7)活动端与所述轴压板(9)顶端抵接。

3.根据权利要求2所述的三维粗糙裂隙面卸荷诱发剪切滑移试验装置,其特征在于:所述连接件包括与所述横向液泵(2)活动端固接的卡头(10),所述卡头(10)靠近所述第一连杆(3)的一侧开设有容纳槽(11),所述卡头(10)顶端开设有容纳固定螺栓(12)的贯穿孔,所述第一连杆(3)的一端位于所述容纳槽(11)内,所述第一连杆(3)上开设有锁定孔(13),所述固定螺栓(12)位于所述锁定孔(13)内。

4.根据权利要求1所述的三维粗糙裂隙面卸荷诱发剪切滑移试验装置,其特征在于:所述连通孔(17)内设置有挡板(23),所述挡板(23)上开设有限位孔,所述锁定滚珠(18)位于所述限位孔内,且所述限位孔直径小于所述锁定滚珠(18)直径。

5.根据权利要求3所述的三维粗糙裂隙面卸荷诱发剪切滑移试验装置,其特征在于:所述环境控制机构包括与所述支撑台(1)顶端固接的封闭箱(24),所述岩体试样位于所述封闭箱(24)内,所述封闭箱(24)内设置有喷雾器(25)和加热板(26),所述封闭箱(24)外设置有供水箱(27),所述供水箱(27)与所述喷雾器(25)连通。

6.根据权利要求5所述的三维粗糙裂隙面卸荷诱发剪切滑移试验装置,其特征在于:所述测量件包括设置在所述岩体试样表面的压力传感器(28),所述横压板(6)通过所述压力传感器(28)与所述岩体试样抵接,所述封闭箱(24)内设置有位移传感器(29),所述位移传感器(29)与所述岩体试样对应设置,所述封闭箱(24)外设置有数据收集装置(30),所述数据收集装置(30)与所述压力传感器(28)和所述位移传感器(29)电性连接。

7.根据权利要求5所述的三维粗糙裂隙面卸荷诱发剪切滑移试验装置,其特征在于:所述岩体试样包括第一试样(31)和第二试样(32),所述第一试样(31)与所述第二试样(32)接触处形成有裂隙(33),所述第一试样(31)与所述第二试样(32)关于所述裂隙(33)对称设置。

8.一种三维粗糙裂隙面卸荷诱发剪切滑移试验装置的使用方法,根据权利要求7所述的三维粗糙裂隙面卸荷诱发剪切滑移试验装置,其特征在于,操作步骤包括:a、制作岩体试样:预制第一试样(31)和第二试样(32),并将第一试样(31)与第二试样(32)拼接;

b、施加围压和轴压:完成步骤a后,将拼接完毕的岩体试样放置在底座(8)上,启动围压部和轴压部,施加围压和轴压至预定值;

c、模拟实际环境:完成步骤b后,启动喷雾器(25)和加热板(26),封闭箱(24)内温度和湿度至预定值;

d、持续卸荷试验:完成步骤c后,选取任意方向横向液泵(2)活动端缓慢收缩,模拟持续卸荷。

9.根据权利要求8所述的三维粗糙裂隙面卸荷诱发剪切滑移试验装置的使用方法,其特征在于:所述步骤d中,瞬态卸荷试验:完成步骤c后,选取任意方向支板(14)固定在支撑台(1)上,取出固定螺栓(12),驱动该方向横向液泵(2)收缩,移动锁定板(19),模拟瞬态卸荷。