[发明专利]一种测定完整岩石任意方向剪切强度实验的剪切盒装置及其测定方法

权利要求书

1.一种测定完整岩石任意方向剪切强度实验的剪切盒装置，其特征在于：包括上部剪切盒、下部剪切盒、试件槽、加载板、试件上部垫片、传力块、剪切方向转动上盘、剪切方向转动下盘和滚动轴承；

所述上部剪切盒和下部剪切盒内均设有试件槽；

所述试件槽为圆形的槽，用于放置剪切方向转动上盘和剪切方向转动下盘；

所述剪切方向转动上盘和剪切方向转动下盘呈外圆内方形，且中间的方孔为空心，用于放置岩石试件；

所述下部剪切盒中两侧设有两条由滚动轴承组成的滑道，且滚动轴承最高点与剪切盒平面处于同一平面；

所述上部剪切盒的中心设有空心圆柱用于安装传力块，且传力块上端与加载板之间设有试件上部垫片；

所述加载板设置在上部剪切盒上。

2.根据权利要求1所述的一种测定完整岩石任意方向剪切强度实验的剪切盒装置，其特征在于：所述剪切方向转动上盘与剪切方向转动下盘用于调整完成岩石的不同剪切方向，在平面内可旋转360°，可测定完整岩石某一面内的任意方向的剪切强度。

3.根据权利要求1所述的一种测定完整岩石任意方向剪切强度实验的剪切盒装置，其特征在于：所述剪切方向转动上盘与剪切方向转动下盘用于固定岩石试件，且上盘与下盘转动的方向和角度均相同。

4.根据权利要求1所述的一种测定完整岩石任意方向剪切强度实验的剪切盒装置，其特征在于：所述剪切方向转动上盘与剪切方向转动下盘相同尺寸和大小，均选用优质钢制成。

5.根据权利要求1所述的一种测定完整岩石任意方向剪切强度实验的剪切盒装置，其特征在于：所述传力块和试件上部垫片均采用优质钢制成。

6.根据权利要求1所述的一种测定完整岩石任意方向剪切强度实验的剪切盒装置的测定方法，其步骤如下：

1)将剪切方向转动下盘放入试件槽中；确定完整岩石剪切方向，根据全圆量角器转动下盘至实验剪切方向，再将岩石试件放入下盘的方形槽内；

2)将剪切方向转动上盘套入岩石试件中，确定剪切方向并固定了岩石试件；

3)将上部剪切盒套入剪切方向转动上盘；

4)依次从上部剪切盒的中心处放入传力块，上部垫片和加载板；

5)按照试验方案用加载系统施加法向压力，之后施加剪切应力；数据记录系统记录数据；试验后采用三维激光扫描仪扫描岩石结构面；研究结构面抗剪强度的各向异性，以及分析结构面粗糙度与抗剪强度的关系；

6)在每个剪切方向上完成3个试块；每个剪切方向上的3个试块的选择是根据波速测试结果，结果近似相等的为一组。