[发明专利]室内剪切试验中结构面试样的辅助预制装置及其使用方法

说明书

本发明涉及岩体工程设备技术领域，公开了一种室内剪切试验中结构面试样的辅助预制装置，包括竖直方向控制装置、左右燕尾推送装置、容器和触盘；还公开了其使用方法，通过第二松紧螺丝调节竖直方向控制装置在上水平导轨上水平位置A；通过第一松紧螺丝调节竖直导轨的松紧度进而调节与其相连的触盘的上下位置B；通过第四松紧螺丝分别控制两个燕尾推送块的松紧度，以控制左右燕尾推送装置在容器中所处的位置C；根据以上位置A、位置B和位置C得到最终试样的理想位置。本发明，能够一次成型制备含结构面剪切试样，且可以控制结构面中性面与剪切方向的水平程度，增加了结构面抗剪强度参数测量精度。

技术领域

本发明涉及岩体工程设备技术领域，具体是一种室内剪切试验中结构面试样的辅助预制装置及其使用方法。

背景技术

岩体工程中结构面抗剪强度指标是十分重要的力学参数，通常通过现场原位剪切试验和室内结构面剪切试验来获得。对于原生结构面室内剪切试验而言，由于现场采样方法（如钻孔取芯、原位切割等）所获得的试样受结构面天然产状或发育方向的控制和影响，所获得含结构面岩芯以及块体试块通常无法满足室内剪切试样的要求。室内剪切试样的剪切盒多为特定尺寸的长方体，这导致圆柱形岩芯或尺寸不匹配的岩块试样无法直接放置于剪切盒内进行直剪测试。

现如今通常采用两种方法解决上述试样与剪切盒不匹配的问题，其一是采用大直径钻具钻取含结构面的大直径岩芯，或现场切割大尺寸含结构面块体，通过二次加工切割成与剪切盒试样匹配的试样；其二是现场采用常规尺寸钻具钻取含结构面岩芯或切割岩块，室内根据剪切盒尺寸通过高强混凝土浇筑成与剪切盒匹配的结构面试样。前者最大问题在于大尺寸岩芯和岩块在现场实施十分困难，对于硬岩岩体更是如此，需要定制钻具，并辅助有岩芯扭断或折断装置，否则大尺寸岩芯或岩块由于高强度难以从工程现场母岩分离。此外，该方法对取样钻机设备要求高，需采用地质钻机。后者是目前原生结构面剪切试验中最常采用的技术方法，只要保证浇筑试样中混凝土和岩芯或岩块界面胶结强度，就能保证结构面剪切试验的顺利完成。但该方法也存在一个最大的技术难题，即在制备结构面浇筑试样时难以控制结构面中性面与剪切方向的水平程度，该参数对结构面抗剪强度参数影响十分显著。此外，混凝土浇筑试样需要与剪切盒尺寸匹配，通常不采用浇筑大尺寸试样在切合成型的方法，二次扰动将易导致结构面与混凝土界面以及原生结构面的损伤，直接影响浇筑试样的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种室内剪切试验中结构面试样的辅助预制装置及其使用方法，能够解决含结构面剪切试样一次成型浇筑且能够有效保证结构面中性面与剪切方向水平程度，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种室内剪切试验中结构面试样的辅助预制装置，包括竖直方向控制装置、左右燕尾推送装置、容器和触盘，所述竖直方向控制装置支撑在左右燕尾推送装置的水平导轨上，且竖直方向控制装置底端连接触盘，所述左右燕尾推送装置滑动卡在容器的上口边缘上。

作为本发明进一步的方案：所述竖直方向控制装置包括竖直导轨，竖直导轨底端通过端接连接触盘，所述端接中部还安装有第三松紧螺丝。

作为本发明进一步的方案：所述竖直方向控制装置还包括用于调节竖直导轨上下位置的第一松紧螺丝和用于调节竖直方向控制装置在水平导轨上位置的第二松紧螺丝。

作为本发明进一步的方案：所述左右燕尾推送装置包括两个燕尾推送块，燕尾推送块卡在容器上端，由水平导轨连接为一体。

作为本发明进一步的方案：所述左右燕尾推送装置还包括用于控制燕尾推送块松紧程度的第四松紧螺丝和用于控制水平导轨松紧度的第五松紧螺丝。

作为本发明进一步的方案：所述容器包括盒体，盒体四周安装若干个可拆卸螺丝。

一种室内剪切试验中结构面试样的辅助预制装置的使用方法，包括如下步骤：