[发明专利]一种岩石结构面各向异性声波剪切试验装置

说明书

本发明属于岩石测试技术领域，公开了一种岩石结构面各向异性声波剪切试验装置，包括：基座、法向加载机构、双切向加载机构、剪切盒以及声波探测结构；所述法向加载结构和所述切向加载结构固定在所述基座上；所述剪切盒包括：上盒体和下盒体；所述上盒体固定在所述切向加载结构的固定部上，且所述上盒体设置在所述法向加载结构的动作部的行程内，所述下盒体固定在所述切向加载结构的动作部上；所述声波探测结构设置在所述剪切盒内。本发明提供的岩石结构面各向异性声波剪切试验装置能够提升岩石结构面剪切试验测量的可靠性，测量内容的丰富性，同时解决了传统设备难以开展结构面各向异性剪切试验的难题。

技术领域

本发明涉及岩石测试技术领域，特别涉及一种岩石结构面各向异性声波剪切试验装置。

背景技术

岩石结构面的剪切试验对岩石的失稳和破坏前兆研究有着重要意义。但是，现有技术中剪切试验的监测手段较为匮乏，导致剪切过程的监测并不可靠，从而实验结果可靠性较差。此外，实际工程中岩石结构面滑动方向难以确定，研究结构面各向异性对于工程安全及稳定至关重要。受到试验设备的制约，现有技术不适合研究岩石结构面各向异性。

发明内容

本发明提供一种岩石结构面各向异性声波剪切试验装置，解决现有技术中岩石结构面监测手段匮乏，实验可靠性差及难以开展结构面各向异性剪切的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种岩石结构面各向异性声波剪切试验装置，包括：基座、法向加载机构、双切向加载机构、剪切盒以及声波探测结构；

所述法向加载结构和所述双切向加载结构固定在所述基座上；

所述剪切盒包括：上盒体和下盒体；

所述上盒体固定在所述切向加载结构的固定部上，且所述上盒体设置在所述法向加载结构的动作部的行程内，所述下盒体固定在所述双切向加载结构的动作部上；

所述声波探测结构设置在所述剪切盒内；

其中，所述双切向加载机构的加载方向为相互垂直的两个方向。

进一步地，所述声波探测结构包括：声波收发探头；

所述声波收发探头设置在所述上盒体和所述下盒体上。

进一步地，所述上盒体和所述下盒体的槽底均开设有凹槽，所述声波收发探头设置在所述凹槽内。

进一步地，所述声波探测结构还包括：垫片以及预紧弹簧；

所述垫片覆盖在所述凹槽的槽口处，所述声波收发探头的第一端抵靠在所述垫片上，所述预紧弹簧设置在所述声波收发探头的第二端与所述凹槽的槽底之间。

进一步地，所述上盒体和所述下盒体的槽壁上还设置有声波发射探头。

进一步地，所述声波收发探头的数量为多个，多个所述声波收发探头布置在所述上剪切盒和/或所述下剪切盒内。

进一步地，所述法向加载机构包括：法向反力架、法向加载油缸以及法向载荷传感器；

所述法向反力架固定在所述基座上，所述法向加载油缸的缸体固定在所述法向反力架上，所述法向加载油缸的动作部朝向所述上盒体，法向载荷传感器设置在所述法向加载油缸上。

进一步地，所述双切向加载机构包括：第一切向反力架、第一切向加载油缸、第一切向载荷传感器、第二切向反力架、第二切向加载油缸以及第二切向载荷传感器；

所述第一切向反力架固定在所述基座上，所述第一切向加载油缸的缸体固定在所述第一切向反力架上，所述第一切向加载油缸的动作部与所述下盒体相抵靠，所述第一切向载荷传感器设置在所述第一切向加载油缸上；