[发明专利]一种岩土压剪流变试验机及试验方法

权利要求书

1.一种岩土压剪流变试验机，其特征在于，包括主机架，主机架上设有垂向加载系统和水平向加载系统，由计算机控制的伺服油压系统向垂向加载系统和水平向加载系统提供油压；

所述的主机架包括相互垂直连接的螺纹导向杆（1）和剪切装置支架（35），螺纹导向杆（1）的底端与仪器基座（16）相连接，仪器基座（16）内设置有垂向油缸（17），垂向油缸（17）通过升降囊（14）与下承压板（13）相连接；剪切装置支架（35）上设有可水平移动的行车机构（33）；

垂向加载系统设置在螺纹导向杆（1）上，包括可沿螺纹导向杆（1）上下运动的爬升装置（3），爬升装置（3）通过球面接头、连接构件与压力钢桶（10）相连接；压力钢桶（10）内设有压力和变形传感器，通过与压力钢桶（10）相连接的上承压板（11）封闭在压力钢桶（10）中；

水平向加载系统设置在行车机构（33）上，包括与行车机构（33）固定连接的水平油缸支架（28），水平油缸支架（28）内设有水平油缸（30），水平油缸（30）的推移轴通过球面接头（27）与下剪切盒（21）相连接，下剪切盒（21）与行车机构（33）通过滑轮机构或滑轨机构（32）滑动连接，下剪切盒（21）上设有上剪切盒（22），上剪切盒（22）通过剪切盒支架（20）与行车机构（33）固定连接；下剪切盒（21）上设有水平向位移计（19），上剪切盒（22）上设有垂向位移计（26）；

伺服油压系统包括液压泵（37）、伺服阀（41）各两套，与电源箱（36）、水冷散热器（44）均固定在油箱（43）上；液压泵（37）通过箱内管路与水冷散热器（44）的一端相连接，再由水冷散热器（44）另一端通过管路连接伺服阀（41），伺服阀（41）受计算机调节来控制油量和进油速率；两套液压装置通过加载油接口（38）和卸载油接口（39）分别与垂向加载系统和水平向加载系统的油缸相连接。

2.如权利要求1所述的岩土压剪流变试验机，其特征在于，所述的爬升装置（3）内嵌有球面接头凹端（4），球面接头凸端（5）与球面接头凹端（4）活动连接，压力钢桶（10）通过第二连接构件（9）和第一连接构件（6）与球面接头凸端（5）相连接，上承压板（11）和第二连接构件（9）均通过内丝与压力钢桶（10）相连接。

3.如权利要求1所述的岩土压剪流变试验机，其特征在于，所述的下剪切盒（21）与上剪切盒（22）对齐后构成剪切空间，剪切空间的两个受剪侧面设有高强度合金板（23），上下面分别设有上盖压板（25）和下盖压板（24）。

4.如权利要求1所述的岩土压剪流变试验机，其特征在于，所述的上盖压板（25）和下盖压板（24）透水或不透水，根据需要来更换。

5.如权利要求1所述的岩土压剪流变试验机，其特征在于，所述的加载油接口（38）、卸载油接口（39）与伺服阀（41）组成两组加压系统，分别控制垂直向和水平向加载系统，垂直向组分别与垂直向加载系统的加载、卸载油接口相连接，水平向组分别与水平向加载系统加载、卸载油接口相连接。

6.如权利要求1所述的岩土压剪流变试验机，其特征在于，在装样阶段时，在下剪切盒（21）内放入下盖压板（24），将试样置于上剪切盒（22）和下剪切盒（21）组成的试样空间，盖上上盖压板（25），然后将行车机构（33）推入试验位置，定位桩（12）接入行车机构（33）底部设置的定位孔（34），将垂向加载系统和水平向加载系统固定；

电动调整爬升装置（3）位置，通过计算机控制伺服阀（41），限定液压泵（37）的液压，其液压通过液压表（40）读出；当油源进入垂向油缸（17），则整个试验装置被顶起，上部上盖压板（25）与上承压板（11）接触，并放置好水平位移计（19）和垂向位移计（26）。

7.如权利要求6所述的岩土压剪流变试验机，其特征在于，在试验阶段时，垂向油缸（17）继续向上推进，升降囊（14）伸长，施加竖向荷载至预设荷载或位移达到预设位移时，完成竖向压缩试验；

在到达预设荷载时，通过计算机控制另一组伺服阀，油源进入水平油缸（30），水平油缸（30）向前推进，试样受水平向剪切力作用，直至完成试验。