[发明专利]拉伸条件下循环剪试验装置及其应用方法

权利要求书

1.一种拉伸条件下循环剪试验装置，其特征在于：包括“十”字形的框架，框架的两相对侧分别设有剪切力施加系统，框架的另外两相对侧之间为加锚裂隙岩体试件的容纳空间，容纳空间一端为固定端、另一端为拉拔端。

2.根据权利要求1所述的拉伸条件下循环剪试验装置，其特征在于：框架包括两个前后对称布置的U形加载框，通过螺栓与双端夹持装置相连构成整体框架。

3.根据权利要求2所述的拉伸条件下循环剪试验装置，其特征在于：双端夹持装置包括两个左右对称布置的几字形夹持槽和配套螺栓；两个几字形夹持槽都通过配套螺栓与两个对称布置的U形加载框的同侧相固连。

4.根据权利要求1所述的拉伸条件下循环剪试验装置，其特征在于：剪切力施加系统均包括液压油缸。

5.根据权利要求4所述的拉伸条件下循环剪试验装置，其特征在于：两个液压油缸分别固定在两个对称布置的U形加载框上，剪切力伺服油源用于给两个液压油缸提供液压油，同侧的液压油缸与加锚裂隙岩体试件之间均设有加载垫块。

6.根据权利要求3所述的拉伸条件下循环剪试验装置，其特征在于：容纳空间的固定端与拉拔端组成轴向拉力施加系统，用于施加水平拉力，包括一个锚杆拉拔仪，锚杆拉拔仪固定在一几字形夹持槽的外端侧；加锚裂隙岩体试件内部的锚杆两侧均伸出试件的两端，通过锚杆拉拔仪对伸出的一段锚杆进行拉拔，锚杆的另一段通过托盘和螺母固定在另一个几字形夹持槽的外端侧；几字形夹持槽的外端侧均设有锚杆穿过的安装通孔。

7.根据权利要求1所述的拉伸条件下循环剪试验装置，其特征在于：加锚裂隙岩体试件包括锚杆和三个并排的混凝土块或岩块；锚杆不少于一根；三个并排的混凝土块或岩块设置有贯穿通孔，用于安装锚杆；锚杆贯穿于三个并排的混凝土块或岩块之间，通过砂浆或者树脂锚固剂固定在混凝土块或岩块的贯穿通孔内；锚杆除了杆体之外，还包含托盘和螺母。

8.根据权利要求3所述的拉伸条件下循环剪试验装置，其特征在于：拉伸条件下循环剪试验装置还包括围压加载系统，围压加载系统包括十字形底板、上盖板、连接螺栓、液压垫、液压油源和滚珠减摩板；十字形底板通过连接螺栓与U形加载框下侧、几字形夹持槽下侧相连；上盖板通过连接螺栓与几字形夹持槽的上侧相连；液压垫放置在几字形夹持槽和加锚裂隙岩体试件之间、十字形底板和加锚裂隙岩体试件之间、上盖板和加锚裂隙岩体试件之间，根据试验需要为加锚裂隙岩体试件提供围压；滚珠减摩板安装在加锚裂隙岩体试件的中间块体与相邻液压垫之间；中间块体在剪切力作用下产生剪切位移时，可以减小摩擦阻力造成的试验误差。

9.一种如权利要求1-7任一所述的拉伸条件下循环剪试验装置的应用方法，其特征在于，按以下步骤进行：无围压：（1）将加锚裂隙岩体试件安装在拉伸条件下循环剪试验装置中；（2）通过轴向拉力施加系统对加锚裂隙岩体试件施加轴向拉力至设计值；（3）通过剪切力施加系统的剪切力伺服油源控制某一侧（A侧）液压油缸对加锚裂隙岩体试件施加剪切力，至剪切位移达到设计值后，降低剪切力至零，收回A侧的液压油缸；记录加载过程中加锚裂隙岩体试件的剪切力及剪切变形情况；（4）通过剪切力施加系统的剪切力伺服油源控制另一侧（B侧）液压油缸对加锚裂隙岩体试件施加剪切力，至剪切位移达到设计值后，降低剪切力至零，收回B侧的液压油缸；记录加载过程中加锚裂隙岩体试件的剪切力及剪切变形情况；重复上述步骤（3）和（4）直至达到试验设计的循环剪切次数，结束试验。

10.一种如权利要求1-8任一所述的拉伸条件下循环剪试验装置的应用方法，其特征在于，按以下步骤进行：有围压：（1）将加锚裂隙岩体试件安装在循环剪试验装置中；（2）通过轴向拉力施加系统对加锚裂隙岩体试件施加轴向拉力至设计值；（3）通过围压加载系统对加锚裂隙岩体试件施加围压至设计值（加锚裂隙岩体试件两个剪切加载面除外）；（4）通过剪切力施加系统的剪切力伺服油源控制两侧液压油缸同时对加锚裂隙岩体试件施加压力，使两个剪切加载面达到设计围压；（5）控制剪切力施加系统A侧的液压油缸以恒定位移速度模式加载，同时控制剪切力施加系统B侧的液压油缸以恒定压力模式加载，至剪切位移达到设计值后，将剪切力施加系统A侧的液压油缸改为恒定压力模式加载，由此实现在围压不变的情况下进行A侧的剪切加载；记录加载过程中加锚裂隙岩体试件的剪切力及剪切变形情况；（6）将剪切力施加系统B侧的液压油缸改为恒定位移速度模式加载，同时剪切力施加系统A侧的液压油缸维持恒定压力模式加载，至剪切位移达到设计值后，将剪切力施加系统B侧的液压油缸改为恒定压力模式加载，由此实现在围压不变的情况下实现B侧的剪切加载；记录加载过程中加锚裂隙岩体试件的剪切力及剪切变形情况；重复上述步骤（5）和（6）直至达到试验设计的循环剪切次数，结束试验。