[实用新型]一种可实现冻融过程中岩土体剪切强度的实时测试装置

权利要求书

1.一种可实现冻融过程中岩土体剪切强度的实时测试装置，其特征在于：包括力学测试系统、制冷系统、油源系统(2)、控制器(3)、电脑液晶显示器(4)和主机(1)；所述力学测试系统包括机架(20)，所述机架(20)的顶部安装有剪切基座(25)，所述剪切基座(25)的顶部中央滑动连接有冻融环境试验箱(17)，所述剪切基座(25)的顶部两侧固定连接有反力框架(12)，所述反力框架(12)的顶部安装有法向油缸(7)，所述法向油缸(7)的下端安装有法向千斤顶(8)，所述法向千斤顶(8)的下端安装有法相球面压盘(9)，所述反力框架(12)的左端安装有切向丝杆(10)，所述切向丝杆(10)的左端安装有转盘(30)，所述切向丝杆(10)的右端安装有切向推力压头(13)，所述反力框架(12)的右端安装有切向油缸(11),所述切向油缸(11)的左端安装有切向千斤顶(34)，所述切向千斤顶(34)的另一端安装有切向球面压盘(35)；所述冻融环境试验箱(17)的两侧壁分别设有第一预制孔(27)和第二预制孔(31)，所述第一预制孔(27)便于切向丝杆(10)和切向推力压头(13)进入冻融环境试验箱(17)，所述第二预制孔(31)便于切向千斤顶(34)和切向球面压盘(35)进入冻融环境试验箱(17)，所述冻融环境试验箱(17)的顶部设有第三预制孔，所述第三预制孔便于法向千斤顶(8)和法相球面压盘(9)进入冻融环境试验箱(17)。

2.根据权利要求1所述的一种可实现冻融过程中岩土体剪切强度的实时测试装置，其特征在于：所述制冷系统包括温度控制装置和冷冻液制冷系统，所述温度控制装置包括低温控制系统、高温控制系统和高低温转换系统，所述温度控制装置封装于冻融环境试验箱(17)的箱壁中，通过温度控制装置上的触控板调节冻融循环的温度，既能快速升温提供高温试验环境，又能快速制冷提供低温试验环境；所述冷冻液制冷系统包括冻融循环制冷装置(21)，所述冻融循环制冷装置(21)与冻融环境试验箱(17)通过冷凝管(24)连接，所述冻融循环制冷装置(21)上设有电源开关(36)、液晶触摸显示屏(37)、模式按键(32)和压力计(26)，所述液晶触摸显示屏(37)可观测融时长以及冻融次数等试验数据。

3.根据权利要求1所述的一种可实现冻融过程中岩土体剪切强度的实时测试装置，其特征在于：所述油源系统(2)上安装有切向调速阀(5)和法向调速阀(6)。

4.根据权利要求1所述的一种可实现冻融过程中岩土体剪切强度的实时测试装置，其特征在于：所述法相球面压盘(9)、切向推力压头(13)和切向球面压盘(35)的端部套设有对应尺寸的硬质橡胶套(14)。

5.根据权利要求1所述的一种可实现冻融过程中岩土体剪切强度的实时测试装置，其特征在于：所述切向丝杆(10)上安装有位移传感器(23)，所述推力压头(13)上安装有水平测力传感器(18)，所述法相球面压盘(9)上安装有竖向传感器(28)。

6.根据权利要求1所述的一种可实现冻融过程中岩土体剪切强度的实时测试装置，其特征在于：所述冻融环境试验箱(17)的侧壁上设有冻融箱隔热密封门(19)。

7.根据权利要求1所述的一种可实现冻融过程中岩土体剪切强度的实时测试装置，其特征在于：所述冻融环境试验箱(17)内部设有方形镂空托架，用于放置冻融循环过程中的岩土体；所述冻融环境试验箱(17)内安装有温度传感器和高清高频摄像机(22)；所述冻融环境试验箱(17)的底部安装有承载板(16)，所述承载板(16)用于对待测岩土体起固定作用。

8.根据权利要求1所述的一种可实现冻融过程中岩土体剪切强度的实时测试装置，其特征在于：所述剪切基座(25)的顶部两侧设有滑轨(15)，所述冻融环境试验箱(17)的底部设有与滑轨(15)相匹配的滑块，所述滑轨(15)的两端安装有径向定位机构(33)，所述径向定位机构(33)用于在径向方向固定冻融环境试验箱(17)，以便在施加法向力时始终使所测岩样受力中心在几何形心，保持其受力位置无偏差。

9.根据权利要求1所述的一种可实现冻融过程中岩土体剪切强度的实时测试装置，其特征在于：所述剪切基座(25)内部安装有滚轴滑动机构(29)，其由于滚动摩擦力极小，因此在试样受力变形的过程中，始终保持其受力中心在几何形心，确保示值的真实性和准确性。