[发明专利]一种岩石拉伸剪切试验装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种岩石拉伸剪切试验装置，包括架设有支撑架的底座、下部嵌设于底座内的上下分体式的剪切盒、吊装于支撑架上其输出轴a上安装有拉力传感器并通过盒式端面滚动轴承机构竖直作用于剪切盒内岩石试样的拉力加载机构、及安装于支撑架或底座上其输出轴b上安装有剪切力传感器并水平作用于剪切盒上部侧壁上的剪切力加载机构，所述剪切盒的内壁上安装有声发射传感器，所述拉力加载机构与盒式端面滚动轴承机构之间设有轴向位移传感器，所述剪切力加载机构与剪切盒之间设有横向位移传感器。本发明具有结构简单，测试方法简便，且在岩石承受拉伸应力下监测剪切强度的特点，适用于研究岩石在拉伸和剪切组合应力作用下的物理力学性质。

技术领域

本发明属于室内岩石力学试验技术领域，具体地说，涉及一种岩石拉伸剪切试验装置及其使用方法，主要适用于研究岩石在拉伸和剪切组合应力作用下的物理力学性质。

背景技术

为了保证地下工程的合理选址和安全施工，需要了解工程所在地岩石的物理力学性质，岩石的抗拉强度就是其中一项重要参数。目前，一般采用压剪试验仪来确定岩石的抗拉强度，但在某些工程地质条件下，地下岩体可能同时受到拉伸剪切应力的复合作用，若在此情况下，利用压剪试验仪测定岩石的抗剪强度将会带来较大误差。因此，为了确定岩石在拉应力条件下的抗剪强度，发明一种岩石拉伸剪切试验装置具有十分重要的意义。

发明内容

本发明提供一种结构简单，测试方法简便，且在岩石承受拉伸应力状态下的剪切强度的测试装置及其试验方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种岩石拉伸剪切试验装置，包括上端面架设有支撑架的底座、下部嵌设并固定于底座内的填充有岩石试样的上下分体式的剪切盒、吊装于支撑架上其输出轴a上安装有拉力传感器并通过盒式端面滚动轴承机构竖直作用于剪切盒内岩石试样的拉力加载机构、及安装于支撑架或底座上其输出轴b上安装有剪切力传感器并水平作用于剪切盒上部侧壁上的剪切力加载机构，所述剪切盒的内壁上安装有声发射传感器，所述拉力加载机构与盒式端面滚动轴承机构之间设有轴向位移传感器，所述剪切力加载机构与剪切盒之间设有横向位移传感器。

优选的，所述盒式端面滚动轴承机构包括刚性的盒体，所述盒体内形成有两个平行的其长度方向与输出轴b的轴向相同的长条形凹槽，各所述长条形凹槽内沿其长度方向依次排列有若干个滚动柱，各所述滚动柱的滚动方向与所述长条形凹槽的长度方向相同，所述盒体内设有滑动承压盘，所述盒体顶端通过连接器a与输出轴a螺纹连接并锁紧，所述滑动承压盘与一端竖直贯穿盒体底部的连接器b的上端螺纹连接并锁紧，所述连接器b的另一端与设于所述剪切盒内岩石试样上端的黏结盘a螺纹连接并锁紧。

优选的，于所述剪切盒内且位于所述岩石试样底端设有黏结盘b，所述黏结盘b的底端固连有伸出所述剪切盒的螺栓，所述黏结盘b通过设于所述剪切盒外的与螺栓螺纹紧固的螺母与剪切盒固连。

优选的，于所述剪切盒的下部分体的顶部的周向表面上均匀地设有至少两个伸入所述底座的销杆，各所述销杆通过竖直贯穿销杆的铆钉固定于所述底座上实现所述剪切盒下部分体与底座的固定。

优选的，所述支撑架包括对称设于所述剪切盒两侧的承载柱，两所述承载柱的顶部固连有用于安装所述拉力加载机构的横梁。

优选的，所述拉力加载机构包括与所述支撑架固连的液压缸a，所述输出轴a固连于设于液压缸a内的活塞a，所述液压缸a的上下端部处分别设有液压连接口a和液压连接口b。

优选的，所述剪切力加载机构包括与所述底座固连的液压缸b，所述输出轴b固连于设于液压缸b内的活塞b，于所述液压缸b的上部沿所述输出轴b运动方向的两端处分别设有液压连接口c和液压连接口d。

本发明还公开了一种岩石拉伸剪切试验方法，包括如下步骤：