[发明专利]一种松弛过程检测的节理岩体原位剪切测试装置及方法

说明书

本发明提供一种松弛过程检测的节理岩体原位剪切测试装置及方法，该装置包括试块、波速测试仪、竖向加载设备、侧向剪切设备、两个水平加载设备和横梁，所述的横梁设在试块的上方，横梁与试块上表面通过竖向加载设备连接；所述的试块侧面中的三个侧面的外围均设有传压板，三个侧面中，其中两个相互平行的侧面与这两个侧面对应的传压板之间均通过水平加载设备连接，剩余的一个侧面与该侧面对应的传压板之间通过侧向剪切设备连接；所述的波速测试仪检测试块的波速。本发明通过侧向剪切设备获得的抗剪强度，有效的反映出岩体抗剪强度在剪切过程中试块的松弛与波速关系变化，从而指导后续工程设计施工。本发明直观且快速的得到了试块的松弛过程。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种松弛过程检测的节理岩体原位剪切测试装置及方法。

背景技术

岩体是现场原位剪切试验因其适用于多种岩土体材料的原位抗剪强度测试，在科研与工程中得到广泛运用。但是岩体赋存环境的条件复杂，一般试验中不得不采取一些简化假设，由此引起的误差也可能使得出的参数不能理想地表征实际岩体的性状，特别是当岩体中存在大量节理裂隙时。岩体中节理裂隙的发育程度影响岩体的工程力学性质，在试验过程中一般不易反映出岩体节理裂隙的变化。

发明内容

为了克服传统直剪试验装置及试验方法在试验过程中无法实时掌握岩体节理裂隙的松弛过程的问题，本发明提供一种松弛过程检测的节理岩体原位剪切测试装置及方法，本发明直观、且快速的得到了试块的松弛过程，为后续工程设计施工提供了有效的参考和指导。

本发明采用的技术方案为：

一种松弛过程检测的节理岩体原位剪切测试装置，包括试块、波速测试仪、竖向加载设备、侧向剪切设备、两个水平加载设备和横梁，所述的横梁设在试块的上方，横梁与试块上表面通过竖向加载设备连接；所述的试块侧面中的三个侧面的外围均设有传压板，三个侧面中，其中两个相互平行的侧面与这两个侧面对应的传压板之间均通过水平加载设备连接，剩余的一个侧面与该侧面对应的传压板之间通过侧向剪切设备连接；所述的波速测试仪检测试块的波速。

所述的竖向加载设备与试块上表面之间依次设有第一钢垫板和滚轴排，该滚轴排与试块上表面平齐，滚轴排包括方形铁框和钢珠，钢珠为多颗均匀分布在方形铁框内，每个钢珠的直径均为3mm；所述的第一钢垫板与滚轴排的接触面积大于竖向加载设备与第一钢垫板的接触面积。

所述的竖向加载设备包括竖向加载传力柱、竖向加载千斤顶和竖向加载压力表，所述的竖向加载千斤顶上端通过竖向加载传力柱与横梁连接，所述的竖向加载千斤顶下端与第一钢垫板连接；所述的竖向加载压力表设在竖向加载千斤顶上。

所述的水平加载设备与对应的试块侧面之间依次设置有第一钢垫板和滚轴排，该滚轴排与第一钢垫板尺寸相同，该滚轴排位于试块侧面的中部；所述的两个水平加载设备结构相同，水平加载设备包括水平加载传力柱、水平加载千斤顶和水平加载压力表，所述的水平加载千斤顶一端通过水平加载传力柱与第一钢垫板连接，水平加载千斤顶另一端与传压板连接；所述的水平加载压力表设在水平加载千斤顶上。

所述的水平加载千斤顶与传压板之间设有第二钢垫板。

所述的侧向剪切设备包括侧向剪切传力柱、侧向剪切千斤顶和侧向剪切压力表，所述的侧向剪切千斤顶与侧向剪切传力柱连接，所述的侧向剪切压力表设在侧向剪切千斤顶上；侧向剪切千斤顶与传压板之间设有第二钢垫板，侧向剪切传力柱与试块对应的一个侧面之间设有第一钢垫板。

所述的波速测试仪至少包括主机、波速试验接收器和波速试验发射器，主机与波速试验接收器和波速试验发射器均电信号连接；所述的波速试验接收器和波速试验发射器对称设在试块的两个侧面上部，其中一个侧面为连接有侧向剪切设备的侧面。

一种松弛过程检测的节理岩体原位剪切测试方法，具体步骤为：