[发明专利]拉压复合式加锚裂隙岩体双剪切试验装置及其应用方法

说明书

本发明涉及一种拉压复合式加锚裂隙岩体双剪切试验装置及其应用方法，适用于岩土工程试验测试领域，包括呈凵型并用于置放加锚裂隙岩体试件的组合框架，所述组合框架内设置有用于固定加锚裂隙岩体试件两侧部的试件固定机构，组合框架的中部设置有与其配合形成剪切反力系统的竖向加载机构，组合框架的底板中部设置有用于加锚裂隙岩体试件下剪位移的避让空间，组合框架的侧部还设置有向加锚裂隙岩体试件施加水平力的水平加载机构。该装置既能进行拉剪试验，又能进行压剪试验。

技术领域

本发明涉及一种拉压复合式加锚裂隙岩体双剪切试验装置及其应用方法，适用于岩土工程试验测试领域。

背景技术

锚杆和锚索是加固裂隙岩体最常用的手段。然而，在复杂的外力条件下，加锚裂隙岩体抗剪性能的准确评估仍然是一个难题。传统的单剪切试验装置对两个被锚杆/锚索串起来的岩块进行剪切，其剪切力不在同一轴线导致受力不平衡、结构复杂，以及可容纳试件较小的问题。

加锚裂隙岩体的双剪切试验处于起步阶段，克服了传统的单剪切试验装置剪切力不在同一轴线导致受力不平衡的问题。但是现有双剪切试验装置不能模拟真实复杂的外力条件，如拉剪、压剪等破坏模式，更不能在同一台试验机上实现常规剪切、拉剪和压剪三种试验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种拉压复合式加锚裂隙岩体双剪切试验装置及其应用方法，该装置既能进行拉剪试验，又能进行压剪试验。

本发明的技术方案在于：一种拉压复合式加锚裂隙岩体双剪切试验装置，包括呈凵型并用于置放加锚裂隙岩体试件的组合框架，所述组合框架内设置有用于固定加锚裂隙岩体试件两侧部的试件固定机构，组合框架的中部设置有与其配合形成剪切反力系统的竖向加载机构，组合框架的底板中部设置有用于加锚裂隙岩体试件下剪位移的避让空间，组合框架的侧部还设置有向加锚裂隙岩体试件施加水平力的水平加载机构。

进一步地，所述组合框架由若干个钢质方框单元呈凵型排列组合而成，左右及上下相邻两钢质方框单元分别经短螺栓固定连接，前后相邻的一列钢质方框单元经长螺栓固定。

进一步地，所述钢质方框单元具有五个面，其中四个面为完全等同的等同立面，另一面称为单底面；钢质方框单元的五个面均预留有螺栓孔，前后相邻的一列钢质方框单元经穿过单底面的长螺栓固定。

进一步地，所述试件固定机构包括设置于加锚裂隙岩体试件两侧部并与组合框架之间的下部减摩滚轴，所述加锚裂隙岩体试件两侧部的上侧面分别设置有上部减摩滚轴，位于上部减摩滚轴的上侧覆盖有盖板，所述盖板的前后侧分别间隔设置有与组合框架连接的连接杆。

进一步地，所述加锚裂隙岩体试件包括三个并排并设置有贯穿通孔的混凝土/岩块和至少一根锚杆，所述锚杆贯穿于三个并排的混凝土/岩块之间，并经砂浆或者树脂锚固剂固定在混凝土/岩块的贯穿通孔内。

进一步地，所述竖向加载机构包括设置于避让空间前、后侧的立柱，位于立柱的上端安装有位于加锚裂隙岩体试件上侧的横梁，所述横梁的下侧面上安装有竖向加载油缸，所述加锚裂隙岩体试件的上侧面上设置有加载垫块。

进一步地，所述水平加载机构包括卧式设置于组合框架一侧墙板内侧的水平加载油缸，所述加锚裂隙岩体试件的一侧端面上对应安装有水平加载垫块。

进一步地，所述水平加载机构包括两端分别穿出加锚裂隙岩体试件的锚杆，所述锚杆的一端头由组合框架的一侧墙板穿出并与锚杆拉拔仪相连接；锚杆的另一端穿过组合框架另一侧的墙板，并经托盘及螺母与组合框架另一侧的墙板固定连接。

一种拉压复合式加锚裂隙岩体双剪切试验装置的压剪试验方法，包括以下步骤；

（1）设置试验机拉压复合式加锚裂隙岩体双剪切试验装置为压剪模式，即布置组合框架，使其布局匹配水平加载机构，并安装水平加载机构；