[发明专利]一种降雨渗流和爆破振动耦合模拟软岩剪切流变试验系统

权利要求书

1.一种降雨渗流和爆破振动耦合模拟软岩剪切流变试验系统，至少设有加载装置和剪切盒；其特征在于：

所述的加载装置包括机架、法向静载电动缸、法向动载电动缸、水平静载电动缸、水平动载电动缸和反力柱；在机架的中部设有机架横梁，机架底部设有支撑脚；在机架上部设有法向静载电动缸，在机架下部设有法向动载电动缸，法向静载电动缸的压头与法向动载电动缸的压头在同一中心线上；在机架两侧设有水平静载电动缸和水平动载电动缸，水平静载电动缸的压头与水平动载电动缸的压头处在同一中心线上，水平动载电动缸的正上方设置有反力柱；

所述的剪切盒设有上剪切盒、下剪切盒、法向加载压头、法向加载垫块和试件接头，上剪切盒由上顶板与上剪切体通过内六角圆柱头螺钉连接构成；下剪切盒由下剪切体和下底板通过内六角圆柱头螺钉连接构成；上剪切盒、下剪切盒通过竖向辊轴压紧连接，下剪切盒的两侧设有内螺纹连接孔，上剪切盒两侧设有通孔，竖向辊轴穿过上剪切盒两侧的通孔，通过内螺纹连接孔与下剪切盒啮合，进行剪切流变试验时竖向辊轴能在通孔范围内随下剪切盒一同沿切向移动；上剪切盒和下剪切盒固定连接后在内壁形成一个放置试件的长方体空腔；上剪切盒与反力柱的一端接触；下剪切盒的下剪切体与水平静载电动缸压头在同一水平高度；

所述的上剪切盒的上顶板中设有圆形通孔，所述的法向加载压头穿过圆形通孔压在法向加载垫块上，法向加载压头顶部设有上部凹槽，上部凹槽用于隼接所述的法向静载电动缸的球形万向压头以施加法向的荷载，法向加载压头的下部设有用于连接法向加载垫块的下部凹槽，法向加载垫块为“凸”字形，法向加载垫块“凸”字形头部嵌合在法向加载压头的下部凹槽中，法向加载垫块的两肩部分与上剪切盒的上顶板接触，法向加载垫块的侧边与上剪切体内壁接触；法向加载压头中设有与外界连通的入水/气通道，入水/气通道从法向加载压头垂直向下延伸进入法向加载垫块后转为水平水/气通道，水平水/气通道两端的出口用内六角螺塞堵住，在水平水/气通道下部等间距设有三个出水/气孔，三个出水/气孔中安装有试件接头，试件接头与出水/气孔均设置有倒角，且试件接头与出水/气孔接触部分设有接头密封圈用于对高压水/气密封，试件接头的另一端直接隼接于试件内部；

所述的上剪切体在与下剪切体连接处且围绕所述的长方体空腔设有扁平凹槽，扁平凹槽用于避免损坏试件的剪切面，扁平凹槽内设有与剪切盒外部连通的出水/气通道；

所述的下剪切盒的下方设有滑动滚排，滑动滚排有上、下两层滑动板，两层滑动板中设有滚珠孔用于放置滚珠，滑动滚排中间有矩形孔；滑动滚排两侧设置有滚排挡板，滚排挡板通过紧固螺钉紧固在下底板两侧用于限定滑动滚排的移动范围；

所述的机架横梁上固定有轨道安装架，轨道安装架上设有移动轨道；机架横梁中部有开孔，所述的法向动载电动缸穿过所述开孔和滑动滚排中间的矩形孔与下剪切盒的下底板接触。

2.根据权利要求1所述的降雨渗流和爆破振动耦合模拟软岩剪切流变试验系统，其特征在于：所述的上顶板与法向加载压头之间设置有3根环形密封圈,用于上顶板与法向加载压头之间密封，防止高压水/气从上顶板与法向加载压头的连接处外泄；法向加载压头底部与法向加载垫块之间设置有1根密封条，用于法向加载压头与法向加载垫块之间密封，防止高压水/气从法向加载压头与法向加载垫块的连接处外泄；上剪切盒的上顶板与上剪切体之间、上剪切盒与下剪切盒之间以及下剪切盒的下剪切体与下底板之间均设置有矩形密封条。

3.根据权利要求1所述的降雨渗流和爆破振动耦合模拟软岩剪切流变试验系统，其特征在于：所述的下剪切体在两侧设置有用于减小上剪切盒与下剪切盒之间摩擦力的大滚珠排和滚珠挡板，滚珠挡板通过紧固螺钉紧固在下剪切体上。

4.根据权利要求1所述的降雨渗流和爆破振动耦合模拟软岩剪切流变试验系统，其特征在于：所述的上剪切盒在上顶板上方设有移动滑板和小滚珠排，小滚珠排用于使移动滑板与上顶板之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，以减小系统的摩擦力。

5.根据权利要求1所述的降雨渗流和爆破振动耦合模拟软岩剪切流变试验系统，其特征在于：所述的上剪切体在与水平动载电动缸同侧处设置有用于推动试件的预夹紧板和推动螺钉，推动螺钉穿过上剪切体顶住预夹紧板，可通过扭动推动螺钉推动预夹紧板和试件，使试件与上剪切体贴合。