[实用新型]一种利用万能试验机实现岩石拉剪试验的装置

说明书

一种利用万能试验机实现岩石拉剪试验的装置，包括夹持组件、加载组件和活动垫块，试件夹持组件包括倒T字形底座、第一底座固定螺钉、第二底座固定螺钉、第三底座固定螺钉、第四底座固定螺钉挡板、上盖、固定板和第一、第二、第三导向固定螺柱，加载组件包括圆柱形连接件和上宽下窄的梯形加载头，活动垫块置于倒T型底座左侧的90°角位置，上盖开有三个螺钉通孔，第一、第二、第三导向固定螺柱穿过螺钉通孔与固定板连接。该装置借助万能试验机能准确地测出岩石材料拉剪条件下的强度和变形。

技术领域

本实用新型涉及一种万能试验机实现岩石拉剪试验装置，适用于拉剪应力条件下岩石的变形破坏特性研究，属于岩石力学与工程技术领域。

背景技术

拉伸剪切破坏是危岩地质工程、岩石边坡工程与岩石隧道工程中常出现的一种岩石失稳类型。岩石拉伸剪切破坏是一类特殊应力状态条件下的破裂形式，属于同时受垂直于破裂面的法向拉应力和平行于破裂面的剪应力作用的复合破裂模式。例如：拉剪型危岩在受危岩体本身重力作用下，产生拉剪破坏；深部洞室开挖使边墙法向地应力卸荷而切向地应力集中，当卸荷非常强烈时可能发生拉剪破坏；岩质边坡的开挖卸荷可导致上部坡体产生拉应力区，该区域岩体一般处于即受拉又受剪的拉剪复合应力状态。因此，研究岩石拉剪力学特性对岩体工程设计施工及稳定性评价与控制具有重要意义。

本实用新型的目的是为了提供一种试验中可以考虑岩样尺寸、裂纹长度、宽度以及倾角，裂纹与荷载点相对位置，临空面长度以及岩样间相互作用等对岩样受力破坏影响的多种因素的试验装置；可以实现不同应力状态下带预制裂纹的岩石试样的断裂试验，用于模拟岩石试样受拉剪力破坏的试验装置。

作为获取岩石抗剪强度参数的重要手段，岩石压剪试验(包括室内和原位试验)已广泛应用于岩土工程中。但由于技术上的困难，岩石拉剪试验开展较少，拉剪力学特性的研究也较压剪力学特性少的多。通常的做法是将压剪试验得到的摩尔库伦强度准则拟合直线延伸至法向应力轴负半轴，作为岩石在拉剪应力下的强度准则，而这种处理是缺乏试验数据支撑的。

为获得法向拉应力条件下的岩石直接剪切力学性质，目前为数不多的手段主要有：1)制造整套专门的伺服控制岩石拉剪试验系统；2)制造以基座-反力架为主要结构，液压千斤顶为加载方式的岩石拉剪系统。但第一种试验设备造价十分昂贵，第二种虽然造价适中，但由于控制系统的不足(例如液压千斤顶保持稳定荷载的效果不佳)，试验精度无法保证。本实用新型的目的是针对现有岩石拉剪试验设备的缺乏和不足，提供一种可在万能试验机上使用的岩石拉剪试验装置，为获取岩石拉剪组合荷载下的力学特性提供方便、低廉、精确度有保证的试验手段。

发明内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种利用万能试验机实现岩石拉剪试验的装置，使得结合万能试验机开展岩石拉剪试验成为可能。

本实用新型是这样实现的：一种利用万能试验机实现岩石拉剪试验的装置，其特征在于，包括夹持组件、加载组件和活动垫块，所述夹持组件包括倒T字形底座、挡板、上盖、固定板和第一、第二、第三导向固定螺柱，另外附带第一、第二、第三、第四底座固定螺丝，底座、挡板和和上盖合为一体呈凹槽形，上盖设有三个螺孔，第一、第二、第三导向固定螺柱垂直于底座和上盖并和挡板平行，各导向固定螺柱上分别装有螺母，第一、第二、第三导向固定螺柱穿过上盖的螺孔与固定板相连接，第一、第二、第三、第四底座固定螺丝穿过底座前后两座的螺钉孔连接试验台；

所述加载组件包括圆柱形连接件和上宽下窄的梯形加载头，圆柱形连接件连接万能试验机的压力传感器和梯形加载头，梯形加载头与圆柱形连接件相连一起装在万能试验机上；

所述活动垫块置于倒T型底座左侧的90°角位置在进行大试件试验时补充使用。

按上述方案，底座与万能试验机通过第一、第二、第三、第四底座固定螺丝与万能试验机台座相连接，底座位置可以根据试验要求进行调节。