[实用新型]一种用于岩土体实时剪切试验的CT机配套直剪试验装置

说明书

本实用新型提供一种用于岩土体实时剪切试验的CT机配套直剪试验装置，属于岩土体抗剪强度试验技术领域。包括压力加载部分、试样装载部分和装置支撑部分，压力加载部分包括伺服电机、柱塞、压力传感器、手动千斤顶和加固支架，试样装载部分包括剪切盒支架、上剪切盒、连接柱、下剪切盒和滚排，装置支撑部分包括上顶板、立柱、螺母和下底板；手动千斤顶利用加固支架连接在下底板，手动千斤顶与压力传感器连接；伺服电机放置于上顶板上侧连接有柱塞，反向放置的柱塞与压力传感器相连。剪切盒支架固定于上顶板，滚排固定于下底板。该装置可在直剪试验过程中，实现试样剪切破坏过程中破裂面形态的可视化和数字化表征，揭示剪切变形破坏的细观机制。

技术领域

本实用新型涉及岩土体抗剪强度试验技术领域，特别是指一种用于岩土体实时剪切试验的CT机配套直剪试验装置。

背景技术

直剪试验是测量试样抗剪切强度的主要方法，由于操作简单、适用范围广，其中直剪仪在直剪试验过程中使用最为广泛。采用传统直剪试验装置无法对试验过程进行准确的实时监测，而CT扫描机在直剪试验过程中的运用，可获得更加精确的数据并能对试验过程进行实时监测。

工业CT扫描机的原理是：将一束X射线投射到物体上并进行旋转扫描，通过物体对X射线的吸收(多次投影)来获得物体内部的物质分布信息，由计算机在工业CT扫描机的探测空间范围内与空间某点相关的各个方向射线进行空间解算，得出与该点X射线吸收系数μ直接关联的数值CTP，从而形成一幅物体层面的μ数字图像。

传统的直剪装置过于笨重，质量较大，不便于携带，压力装置过于复杂且不精确。传统的直剪装置的上、下剪切盒由金属材料铸造，支撑上顶板与下底板的立柱同样多为金属材质构造。所以在岩土体直接剪切试验过程中，传统的直剪仪或者直接剪切装置不适用于CT扫描机对其进行实时监测，并存在如下问题：

根据工业CT扫描机的基本原理，金属材质的构件会遮挡住X射线，金属材料对X射线的吸收会影响成像效果，会产生伪影，CT图像无法全面、完整的反映材料整个剪切过程，影响损伤机理分析的准确性。针对存在的问题与要求，对传统直剪装置进行改造。

目前针对传统直剪装置的优化与改造，并不是针对CT扫描在直剪试验中的应用而进行优化与改造的，对于扫描结果而言，主要是金属材料构造的立柱与剪切盒对工业CT扫描机影响比较大。无法保证CT扫描机对试验过程进行实时监测时得到的试样实时变化过程是否准确，对直剪装置进行改造有利于CT扫描机在直剪试验中更加准确的运用。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于岩土体实时剪切试验的CT机配套直剪试验装置。

该装置包括压力加载部分、试样装载部分和装置支撑部分，压力加载部分包括伺服电机、柱塞、压力传感器、手动千斤顶和加固支架，试样装载部分包括剪切盒支架、上剪切盒、连接柱、下剪切盒和滚排，装置支撑部分包括上顶板、立柱、螺母和下底板；四根立柱通过螺母将上顶板与下底板连接，手动千斤顶利用加固支架连接在下底板，手动千斤顶与压力传感器连接；伺服电机放置于上顶板上侧并连接有柱塞，柱塞另一端与压力传感器相连；剪切盒支架固定于上顶板，剪切盒支架另一端通过连接柱连接上剪切盒，上剪切盒下方对应布置下剪切盒，下剪切盒放置在滚排上，滚排固定于下底板。

其中，上剪切盒和下剪切盒采用尼龙玻璃纤维增强树脂制成。

上剪切盒能够在剪切盒支架上下活动。

滚排采用易于滚动的细圆柱体固定于下底板。

立柱采用尼龙玻璃纤维增强树脂制成。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：