[发明专利]剪切盒、应力试验方法及装置

说明书

本发明公开了剪切盒、应力试验方法及装置，涉及应力测量用剪切盒领域。本发明提供的剪切盒包括第一盒体、第二盒体、滑轨组件及垫片。第一盒体设置有第一腔室、第一滑槽及第二滑槽，第二盒体设置第二腔室、第一安装槽及第二安装槽，第二腔室贯通设置并与第一腔室连通。滑轨组件包括第一滑动件和第二滑动件，第一滑动件与第一滑槽滑动配合，第二滑动件与第二滑槽滑动配合。垫片设置于第二腔室并用于覆盖第二腔室。本发明提供的剪切盒及应力试验装置。本发明提供的剪切盒、应力试验方法及装置能够防止土样或软弱夹层在高法向压力下，沿剪切盒的边缘塑性挤出，导致试验结果失真，而且该试验装置便于试样的安装和拆卸。

技术领域

本发明涉及应力测量用剪切盒领域，具体而言，涉及剪切盒、应力试验方法及装置。

背景技术

本部分旨在为权利要求书及具体实施方式中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

随着经济建设与国防建设的不断发展，深部岩体工程越来越多。在深部工程岩体中，常见一种软弱夹层，主要是一种硬土-软岩类材料，其分布范围广、力学性质差，往往是控制地下工程围岩体稳定性的主要因素。

软弱夹层的抗剪强度参数是体现其力学性质的主要指标之一，工程实践表明，深部土体的力学性质较浅部土体有显著差异。目前，土力学试验中常用直剪仪测定土体力学性质，得到的试验结果力学指标明确，已经得到了广泛的运用。但是，传统土工直剪仪的上、下剪切盒之间直接接触，在剪切过程中，无法克服较大的摩擦阻力；由于剪切盒四周没有设置密封构件，当施加的法向力较大时，土会从剪切盒边缘发生塑性挤出，进而影响试验结果的准确性。目前，普通的岩石直剪仪能够满足深部土体对于高法向力的要求；但是，采用普通岩石直剪剪切盒进行深部土或含软弱结构面岩石试样在高法向压力下的直剪试验时，土试样或软弱夹层会发生很大的塑性变形，从剪切盒的边缘挤出，导致试验结果失真。为了防止这种塑型挤出，目前的处理方案主要是在上、下剪切盒之间加装一条滑轨，该滑轨能防止土沿剪切盒边缘塑型挤出。但是，该技术方案存在明显的不足，一是法向力直接加载到上剪切盒上，在高法向压力下，增大了上剪切盒与滑轨之间的摩擦力，带来较大的测量误差；二是在试验过程中，滑轨与导槽之间极容易挤进泥、砂等小颗粒，导致滑轨卡死；三是现有的剪切盒在安装、拆卸试样时也比较麻烦，不便于提高试验的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种剪切盒，其具有结构简单、使用方便、测量误差小的特点，并能够进行深部土在高压力环境下的直剪试验以及含软弱结构面试样在高法向压力下的直剪试验，可防止土样或软弱夹层在高法向压力下，沿剪切盒的边缘塑性挤出，导致试验结果失真，而且该试验装置便于试样的安装和拆卸。

本发明的另一目的在于提供一种应力试验方法，其能够进行深部土在高压力环境下的直剪试验以及含软弱结构面试样在高法向压力下的直剪试验，可防止土样或软弱夹层在高法向压力下，沿剪切盒的边缘塑性挤出，导致试验结果失真，而且该试验装置便于试样的安装和拆卸。

本发明的第三目的在于提供一种应力试验装置，其具有结构简单、使用方便、测量误差小的特点，并能够进行深部土在高压力环境下的直剪试验以及含软弱结构面试样在高法向压力下的直剪试验，可防止土样或软弱夹层在高法向压力下，沿剪切盒的边缘塑性挤出，导致试验结果失真，而且该试验装置便于试样的安装和拆卸。

本发明提供一种技术方案：