[实用新型]一种岩石拉伸和拉剪试验装置

说明书

一种岩石拉伸和拉剪试验装置，在岩样中对称布置两个孔道，两孔道外端部留有平行于孔轴线的切缝，每一孔道内部套有压力气囊，该试验装置还包括试样固定装置、拉应力施加装置、剪应力施加装置，岩样上端连接有测量岩样法向位移量的竖向位移表盘；岩样侧面连接有测量岩样横向位移量的水平位移表盘。本实用新型一种岩石拉伸和拉剪试验装置及方法，具备结构简单易行、性能可靠、试验结果精确的优点。

技术领域

本实用新型涉及岩石拉伸和拉剪破坏试验技术领域，具体涉及一种岩石拉伸和拉剪试验装置。

背景技术

岩石拉伸和拉剪破坏是岩体工程中常见的破坏模式。例如：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伸或拉剪破坏。又如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。再如大量自重作用下的滑坡和地震滑坡表明，坡体后缘往往发生以拉伸为主的破坏。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。

目前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。目前关于岩石介质拉剪强度的测试方法研究较少，而且已有的研究成果大多试验过程繁琐、不易操作、精度不高、亟待改进。许多岩石在拉力的直接控制上十分不便以及拉力的施加方式，因此需要对岩样的拉力施加方式进行改进。

目前，岩石压剪力学行为的研究无论在数量上还是深度上均占压倒性优势，而对拉剪强度的研究则很少，但日益受到重视。研究岩石拉剪应力下的变形破坏行为一般采用直接拉剪实验，但有较多的局限，比如拉力的直接控制上十分不便，难以实现复杂应力环境等。由于关于拉剪的试验数据非常稀少，理论模型和实验数据缺乏系统的校对。已有的研究成果大多试验过程繁琐，不易操作，精度不高，亟待改进。

发明内容

本实用新型提供一种岩石拉伸和拉剪试验装置，具备结构简单易行、性能可靠、试验结果精确的优点。

本实用新型采取的技术方案为：

一种岩石拉伸和拉剪试验装置，在岩样中对称布置两个孔道，两孔道外端部留有平行于孔轴线的切缝，每一孔道内部套有压力气囊，

该试验装置还包括试样固定装置、拉应力施加装置、剪应力施加装置。

所述试样固定装置用于固定岩样；

岩样上端连接有测量岩样法向位移量的竖向位移表盘；

岩样侧面连接有测量岩样横向位移量的水平位移表盘。

所述拉应力施加装置包括压力气囊、充气接头、输气管道、加压泵、气源；气源连接加压泵，加压泵通过输气管道连接充气接头，充气接头向用于压力气囊充气，使孔道内壁形成均匀内压，孔道之间岩桥形成向上的均布拉力；

所述剪应力施加装置包括垫块、传感器、千斤顶、L型传力件、加压管道、压力泵；岩样上部放置L型传力件，千斤顶与L型传力件接触，千斤顶连接传感器，压力泵设置有压力表。

所述试样固定装置包括左挡板、右挡板、三角形挡板，固定螺杆、螺帽；左挡板、右挡板放置岩样左右两端，通过固定螺杆将左、右挡板相连，左挡板处放置三角形挡板，三角形挡板抵靠在左竖直立板上。

所述孔道中部放置云母垫片，云母垫片上涂抹黄油或凡士林，

所述竖向位移表盘连接顶板，所述水平位移表盘连接左竖直立板，左竖直立板、右竖直立板安装在底板上，与顶板形成一封闭的空间，岩样放在底板上。

所述压力气囊是一种橡胶气囊，其一端设有上、下两个对称的充气接头。