[发明专利]一种便携式岩石抗剪强度测试装置及方法

摘要

本发明提供了一种便携式岩石抗剪强度测试装置及方法。该装置包括：桁架、限位块、垂向导轨、左样槽、拉力传感器、位移传感器、牵引绳、止滑块、马达、数据传输线、右样槽、计算机、固定器、球形座、球头、压力轴承、曲柄、螺孔、压力传感器等。该装置高度集成，具有微箱式结构，稳定可靠，移动便捷，易于现场应用；并且可模拟真实的天然裂缝面的摩擦过程，能保证摩擦过程中缝面为完全吻合的面面接触，获得精准的剪切强度值；还具有操作简单的优点，使用该装置进行测试时，所有数据输至计算机，实现自动采集功能。本发明提供的测试装置及方法可测量岩石天然裂缝面的抗剪强度和剪切性质，从剪切测试结果中获得岩石剪切滑动的力学条件、位移特征等。

主权项

1.一种便携式岩石抗剪强度测试装置，该装置至少包括：桁架、限位块、垂向导轨、左样槽、拉力传感器、位移传感器、牵引绳、止滑块、马达、数据传输线、右样槽、计算机、固定器、球形座、球头、压力轴承、曲柄、螺孔以及压力传感器；其中，所述桁架为所述便携式岩石抗剪强度测试装置提供刚性支撑；所述限位块设置于所述桁架的底部内侧，所述垂向导轨的一端垂直连接于所述限位块的上端，所述左样槽的侧面贴合所述垂向导轨，所述限位块限定了所述左样槽在所述垂向导轨上垂直滑动的起始位置，保证每次的滑动位置的可重复性；所述拉力传感器和所述位移传感器设置在所述左样槽的顶端，以同步检测与记录测试过程中的位移和剪切力数据；所述止滑块连接于所述桁架的左部内侧，所述垂向导轨的另一端垂直连接于所述止滑块的下端，所述止滑块限定了所述左样槽在所述垂向导轨上垂直滑动的终止位置，保证每次的滑动位置的可重复性；所述马达连接于所述桁架的左部内侧，所述马达通过所述牵引绳与所述左样槽顶端的拉力传感器连接，以提供测试过程中的剪切驱动力；所述固定器位于所述桁架内，其包括滚轴、连接块、锁紧螺孔、万向球座以及万向连杆；所述滚轴设置于所述连接块的底部，并与所述桁架的底部内侧接触；所述万向连杆螺旋安装在所述连接块顶部中央的锁紧螺孔内，所述万向连杆的顶部安装在所述万向球座内；所述右样槽设置于所述左样槽的对面，并且所述右样槽的侧面连接于所述固定器的连接块的一侧面；所述滚轴用于减小所述右样槽左右移动时的阻力，旋转所述万向连杆用于使所述万向球座的顶部与所述桁架的顶部内侧紧贴，以锁死所述右样槽在垂向上的活动空间，保证测试过程中位移的检测精度；所述连接块的另一侧面通过所述压力传感器与所述球形座连接，所述压力传感器用于检测与记录测试过程中施加的正压力；所述球形座与所述球头对应设置，并且所述压力轴承连接于所述球头；所述螺孔设置于所述桁架的右侧杆上，并且所述曲柄穿过所述螺孔并顶在所述压力轴承上；摇动所述曲柄用于推动所述球头与所述球形座吻合，进而促使所述球头在所述球形座内调整以使所述固定器的连接块带动右样槽左右移动，进而保证分别安装在左样槽、右样槽中的两个样品的裂缝面相接触并完全吻合，并且通过继续摇动所述曲柄施加正压力；所述拉力传感器、所述位移传感器与所述压力传感器分别通过所述数据传输线与所述计算机连接，以将所检测与记录的数据通过所述数据传输线传输到所述计算机中，进而记录并处理数据。