[发明专利]组合框架式加锚裂隙岩体拉-剪试验装置及其应用方法

权利要求书

1.组合框架式加锚裂隙岩体拉-剪试验装置，其特征在于：包括组合框架系统、剪切力施加系统、轴向拉力施加系统和加锚裂隙岩体试件，所述组合框架系统由钢质方框单元排列组合固接而成，组合框架系统包括底层组合框架、加锚裂隙岩体试块单侧固定框架、剪切加载反力框架、轴向拉力加载反力框架。

2.根据权利要求1所述的组合框架式加锚裂隙岩体拉-剪试验装置，其特征在于：相邻的钢质方框单元间均通过螺栓固连在一起；所述钢质方框单元均具有五个面，其中四周面是完全等同的，为等同立面，另一面为单底面；钢质方框单元的五个面均开设螺栓孔，左右相邻的等同立面通过短螺栓固定；前后相邻的一列单底面通过一个长螺栓固定。

3.根据权利要求2所述的组合框架式加锚裂隙岩体拉-剪试验装置，其特征在于：所述加锚裂隙岩体试块单侧固定框架呈倒U型；所述轴向拉力加载反力框架包括两面平行的方框单元，其中一面方框单元外预留长条形锚杆通过孔，另一面方框单元上开设供锚杆垂直穿过的通孔；所述加锚裂隙岩体试块单侧固定框架与加锚裂隙岩体试件均位于两面方框单元之间。

4.根据权利要求1所述的组合框架式加锚裂隙岩体拉-剪试验装置，其特征在于：所述剪切力施加系统包括：液压油缸、剪切力伺服油源、加载垫块和减摩垫板；液压油缸固设在剪切加载反力框架内侧壁上，其输出端通过加载垫块与加锚裂隙岩体试件端面固连；减摩垫板放置在加锚裂隙岩体试件与底层组合框架之间。

5.根据权利要求1所述的组合框架式加锚裂隙岩体拉-剪试验装置，其特征在于：所述轴向拉力施加系统，包括锚杆拉拔仪和滚珠减摩板A；所述锚杆拉拔仪固设在轴向拉力加载反力框架外侧；滚珠减摩板A置于锚杆拉拔仪和轴向拉力加载反力框架之间，锚杆的一端外露段穿过方框单元的通孔，并通过托盘和螺母固定，锚杆另一端穿出方框单元并通过锚杆拉拔仪对其进行拉拔。

6.根据权利要求1所述的组合框架式加锚裂隙岩体拉-剪试验装置，其特征在于：所述加锚裂隙岩体试件包括：锚杆和两个并排的混凝土/岩块；所述锚杆至少一根；并通过两个并排的混凝土/岩块上设置的通孔贯穿串联，加锚裂隙岩体试件中的锚杆两侧均伸出混凝土/岩块。

7.根据权利要求1所述的组合框架式加锚裂隙岩体拉-剪试验装置，其特征在于：该组合框架式加锚裂隙岩体拉-剪试验装置还包括围压加载系统；所述的围压加载系统包括加锚裂隙岩体试件可移动侧水平围压加载反力框架、加锚裂隙岩体试件可移动侧竖向围压加载反力框架、多个液压垫、滚珠减摩板B和液压油源；所述加锚裂隙岩体试件可移动侧水平围压加载反力框架是由钢质方框单元通过螺栓固定形成的侧向放置的U形框架；所述的加锚裂隙岩体试件可移动侧竖向围压加载反力框架通过螺栓与加锚裂隙岩体试块单侧固定框架顶部平面相连；液压垫置于加锚裂隙岩体试件与周围各框架接触的位置；滚珠减摩板B置于加锚裂隙岩体试件可移动侧上表面。

8.根据权利要求5或7所述的组合框架式加锚裂隙岩体拉-剪试验装置，其特征在于：所述滚珠减摩板A与滚珠减摩板B结构一致，滚珠减摩板B朝向加锚裂隙岩体表面具有能转动的滚珠以减小加锚裂隙岩体试件与加锚裂隙岩体试件可移动侧竖向围压加载反力框架间的摩擦力。

9.组合框架式加锚裂隙岩体拉-剪试验装置的工作方法，其特征在于，采用如权利要求1-8所述的任组合框架式加锚裂隙岩体拉-剪试验装置，并按以下步骤进行：S1: 根据加锚裂隙岩体试件尺寸组装组合框架系统，使二者尺寸匹配；然后安装剪切力施加系统、轴向拉力施加系统和加锚裂隙岩体试件；S2: 通过轴向拉力施加系统对加锚裂隙岩体试件两端施加水平拉力至设计值；S3: 通过剪切力施加系统的剪切力伺服油源控制液压油缸对加锚裂隙岩体试件自右侧施加压力，至剪切位移达到设计值后，停止加载，过程中记录加载过程中加锚裂隙岩体试件的剪切力及剪切变形情况；S4: 然后收回剪切力施加系统的液压油缸，释放轴向拉力施加系统拉力，拆解组合框架式加锚裂隙岩体拉-剪试验装置取出试件，结束试验。