[发明专利]一种用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机

权利要求书

1.一种用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，包括一个主体框架，在所述的主体框架内设有对岩体进行加载的垂向加载装置、水平向加载装置；在所述的主体框架上设有岩样起吊装置，在主体框架的一侧设有岩样运输装置；在所述的垂向加载装置、水平向加载装置各自由控制系统进行单独控制，相互配合但互不干涉；在所述的垂向加载装置、水平向加载装置上设有载荷传感器，所述的载荷传感器用于检测加载油缸的载荷力,其与各自的控制系统相连，构成闭环反馈系统；所述的岩样上设有变形传感器，所述的变形传感器根据试验需求固定在岩样的四周，分别测量岩样垂向和水平向的变形；通过在所述的垂向加载装置、水平向加载装置的动力端设置不同的工具以及通过控制系统进行不同的控制实现不同的实验；

水平向加载装置包括两个水平向加载油缸、负荷传感器II和水平加压板组成；所述水平向加载油缸采用大吨位高精度伺服单向油缸，两个油缸分别安装在框架两侧立柱上，保持中心线齐平；

在三轴加载试验中，垂向加压板为菱形，与岩样上表面紧密贴合，水平向加压板由加载夹具替代；

加载夹具主要适用于三轴试验中，根据试验岩样的大小加工相应尺寸的夹具，保证夹具与岩样周面的紧密贴合；当进行带孔洞岩样的三轴加载时，可在夹具上增设孔洞，方便岩样加载过程的实时观察。

2.如权利要求1所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，所述主机框架包括两个立柱以及安装在两个立柱上的上横梁与下横梁组成。

3.如权利要求1所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，所述垂向加载装置包括安装在上横梁上的垂向加载油缸、负荷传感器I、垂向加压板组成；所述垂向加载油缸采用大吨位高精度伺服双向油缸，实现岩样拉、压双向加载，进一步的实现岩样压剪与拉剪两种不同功能；所述负荷传感器I用于检测加载油缸的载荷力,其与控制系统I相连，通过在控制系统I中预设最大、最小压力值，并监控实际显示值与预设最大、最小值差异控制垂向加载油缸的启停，达到加载或稳压目的；所述垂向加压板与垂向加载油缸的动力输出端相连，根据试验需求进行拆卸、更换，起到传递荷载的作用。

4.如权利要求1所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，所述所述负荷传感器II用于检测加载油缸的载荷力,其与控制系统II相连，通过在控制系统II中预设最大、最小压力值，并监控实际显示值与预设最大、最小值差异控制垂向加载油缸的启停，达到加载或稳压目的；所述水平加压板与水平向加载油缸的动力输出端相连，可根据试验需求进行拆卸、更换，起到传递荷载的作用。

5.如权利要求1所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，在所述的控制系统中配套软件可以全面自动成所需图表，包括剪应力-剪切位移曲线、剪应力-法向位移、剪应力-法向应力曲线，可同时显示应力-应变曲线、力-时间曲线和力-位移曲线。

6.如权利要求1所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，所述岩样起吊装置为悬臂结构，悬臂结构一端安装在主机框架上横梁上，可以实现水平面内自由转动，另一端安装提升机构，实现大尺寸岩样的试验安装。

7.如权利要求1所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，所述岩样运输装置由运输台架、滑轨、可移动底座构成，运输台架上表面与主机框架下横梁上表面齐平，运输台架上表面安装两条滑轨，所述可移动底座安装在滑轨上，沿滑轨可实现自由移动；岩体设置在所述的可移动底座上。

8.如权利要求7所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，在直剪试验中，在所述可移动底座上安装有滚轴排，方便剪切过程中下剪切盒的水平向移动。

9.如权利要求1所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，在进行岩体直剪试验中，所述试验机还包括上剪切盒与下剪切盒，分别与岩样上、下表面包接，剪切盒采用敞开式设计，保证整个剪切过程可被观察；

在直剪试验中，在垂向加压板为方型钢板，水平向加压板为L型钢板，从而保证剪切过程岩样上下两部分受力不在同一直线上。