[发明专利]一种岩石结构面剪切方法

摘要

本发明公开了一种岩石结构面剪切方法，包括试件制作和加热、施加法向压力、施加剪切力和数据采集及分析，与其相对应的装置包括试件系统、压板系统、加载系统、数据采集系统、辊组系统及加热系统。所述试件系统为含加热孔的岩石结构面上、下两盘岩块；所述加载系统分为法向压力加载、左剪切力加载和右剪切力加载；压板系统为两个7字型的加载板；辊组系统包括四组压辊组，将加载系统和压板系统连接起来；加热系统用加热棒控制加热孔内优质耐热硅油的温度实现对岩石结构面上下两盘岩块的加热；数据采集系统对压力、位移和温度进行数据采集。本发明能实现对岩石结构面试件的双向剪切，且能实现对不同温度下岩石结构面剪切特性的研究。

主权项

1.一种岩石结构面剪切方法，其特征在于，包括试件制作和加热、施加法向压力、施加剪切力和数据采集及分析，具体包括：（1）试件制作和加热：在矿山巷道工程现场选取岩石结构面岩块，将其切割成平行六面体试件，并在岩石结构面上、下盘岩块上各加工若干个加热孔，在其内注入优质耐高温硅油，并用带加热棒的橡胶塞密封加热孔，用钢条压紧橡胶塞，然后进行加热；（2）施加法向压力：通过电脑控制器控制法向压力的大小，再通过液压缸的加载活塞给上压头提供相应的法向压力，进而传递给岩石结构面上盘岩块；（3）施加剪切力：伺服电机Ⅰ和减速机Ⅰ带动第一滚珠丝杠缸沿滑道Ⅰ运动，左压头从左至右对岩石结构面上盘岩块施加剪切力，通过电脑控制器控制结构面上盘岩块的加载剪切位移速率，伺服电机Ⅱ和减速机Ⅱ带动第二滚珠丝杠缸沿滑道Ⅱ运动，右压头从右至左对结构面下盘岩块施加剪切力，通过电脑控制器控制下盘岩块的加载剪切位移速率；（4）数据采集分析：通过第一位移引伸计LVDT及第二位移引伸计LVDT实时采集岩石结构面上盘岩块的法向剪胀位移，通过第二压力传感器、第三压力传感器实时采集岩石结构面上、下盘岩块的剪切力的大小，同时伺服电机Ⅰ、Ⅱ能反馈出上、下盘岩块的剪切位移，通过第一压力传感器实时控制岩石结构面岩块的法向压力，当第一压力传感器反馈出的压力值大于程序预设的压力值时,电脑控制器将指令加载活塞向液压缸内运动,直至第一压力传感器反馈出的压力值等于程序预设的压力值,反之当第一压力传感器反馈出的压力值小于程序预设的压力值时,电脑控制器将指令加载活塞向液压缸外运动,直至第一压力传感器反馈出的压力值等于程序预设的压力值；其中，步骤（1）的加热温度为50‑150℃；所述岩石结构面剪切方法通过双向剪切的岩石结构面剪切装置实现，其包括试件系统、压板系统、加载系统和数据采集系统；所述压板系统包括上、下、左、右四块压板，上压板（10）和下压板（22）平行且正位设置，施加法向压力；左压板（11）与右压板（23）平行相对且错位设置，同时施加剪切力。