[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

说明书

本发明涉及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，上部剪切盒和下部剪切盒内均设有试件槽；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；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；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；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；加载板设置在上部剪切盒上。该装置简单、方便及实用性强。

技术领域

本发明属于岩石力学技术领域，具体涉及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。

背景技术

岩石的抗剪强度是岩石最重要的力学性质之一，岩石抗剪强度的研究是对水利、公路、铁路和矿山等岩体工程研究的基础。在实验室开展岩石抗剪强度的研究获得抗剪相关参数和本构方程，为岩体工程的建设与发展提供了基础理论。

目前岩石剪切实验都是测定某一剪切方向的抗剪强度，获得剪切相关参数等。然而，无论是自然力量地震、火山和地质构造，还是人工开挖和爆破等对岩体的作用力都具有不确定性，这导致岩体的剪切方向具有不确定性。因此，在实验室开展研究岩石不同方向的剪切强度，探讨分析剪切强度的各向异性，有助于预测岩石的破裂方向、形式以及进一步认识与研究岩体的稳定性，为深入分析岩体工程提供理论基础。

发明内容

本发明建立了一种测定完整岩石任意方向剪切强度实验的剪切盒装置，也提供了它的使用与试验方法，该装置简单、方便及实用性强。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种测定完整岩石任意方向剪切强度实验的剪切盒装置，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。

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，其优先方案为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。

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，其优先方案为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。

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，其优先方案为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。

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，其优先方案为所述传力块和试件上部垫片均采用优质钢制成。

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；