[实用新型]一种岩体物理模拟试验中应变砖的安放装置

说明书

一种岩体物理模拟试验中应变砖的安放装置涉及岩土工程中物理模拟试验应力场的测试领域，可提高岩体物理模拟试验中应变砖的安装效率和测试精度。本装置由试样稳固系统、切土系统、电机系统三部分组成，其中，试样稳固系统包括外框架柱、底板、底板轨道、横向滑轨、纵向滑轨；切土系统包括圆盘、旋转加压杆、承压板、取土桶、固定杆、转动轴承、切土线固定杆、切土线固定杆插孔、切土线；电机系统包括电机和电机控制器。本装置利用应变砖与模拟岩体的同步变形，研究模拟岩体在外力作用下，其内部应力应变的变化，总结岩体内部应力场和应变场的变化规律，为岩体物理模拟中相关课题的基础研究提供试验参考。

技术领域

本实用新型公布了一种应变砖的安放装置，主要涉及岩土工程中物理模拟试验应力场的测试领域，可提高岩体物理模拟试验中应变砖的安放效率和测试精度。

背景技术

在长期的地质运动过程中，岩体内部应力集中地区对地震活动和活断层影响显著，且不同深度处的岩体发生破坏时有着明显区别。研究表明，走滑断裂两盘岩体在构造应力作用下发生相对错动变形时，断裂局部应力场会产生明显偏转，为了表征这种偏转与断裂活动性的关系，需要利用物理模拟试验同步测试岩体内部应力场的时空演化特征。但由于岩体内部应力的测量十分困难，阻碍着对地震活动性和走滑断裂的物理模拟研究，亟需一种能够测量模拟岩体内部应力的方法。

目前应用最广的便是制作与模拟材料相似的应变砖，在寻找合适的模拟材料配比前开展大量的配比试验，选取不同的相似材料配比，分别批量制作标准试件，通过单轴抗压试验、直剪试验等来确定不同配比的物理参数，进而确定最终的配比来制作所需应变砖。

在本实用新型之前，申请号为CN201720279640.X的专利，公布了一种应变砖的制作装置，其特征在于，可以调整应变砖试块的制作高度，制作不同规格的应变砖，应变砖的制作技术已趋完善，但是应变砖的安装工艺直接决定应变砖与周围材料的耦合状态以及测试精度。

本实用新型在本实用新型之前，申请号为CN201620371052.4的专利，公布了一种快速开挖应变砖埋置孔的设备，其特征在于，由设备主体取土器、透气孔的顶板和刻度线组成，其目的是快速开挖应变砖埋置孔加快试验速度，但是其在取出土样后无法控制开挖孔壁的稳定，且破坏了开挖界面模型材料的物理结构。

因此，本实用新型在少扰动模拟试样物理结构的前提下，通过静压方式和土体弹性变形特性实现应变砖的安放，探究在外力作用下，含裂隙岩体内部应力场的变化规律，为断裂岩体物理模拟试验提供参考。

发明内容

本实用新型针对现有关于安放应变砖装置的缺点，提供了一种在岩体物理模拟实验中安放应变砖的装置，通过该装置能够减小取土桶进入模拟岩石时的端摩阻力，利用切土线将预定位置切割为完整平面，且能够将取土桶内试样回填减少对试样的扰动，精准安放应变砖的优点。

本实用新型属于一种在模拟岩体试样中安放应变砖的装置，其构造由外框架柱、底板、底板轨道、横向滑轨、纵向滑轨、圆盘、旋转加压杆、电机、电机控制器、承压板、取土桶、固定杆、转动轴承、切土线固定杆插孔、切土线固定杆、切土线、圆盘、承压板组成。

所述的底板轨道用以卡放模拟试样盒，在将试样盒推进底板轨道之前，先将取土桶升起，待试样盒推入底板轨道且固定在底板后，使用横向滑轨和纵向滑轨将取土桶对准试样预设位置，按下固定在外框架柱上的电机控制器，此时电机对旋转加压杆进行做功，带动取土桶对试样进行取土。取样完成之后在对应的位置放入应变砖，然后进行回填，将多余的试样切除，由于试样自身具有一定的回弹特性，在短时间取土切土操作后，土样回弹可使试样与应变砖达到较好的耦合状态。

所述取土桶的上部设有转动轴承，由于取土桶向下的动力是由旋转加压杆或经圆盘手动提供，需要转动轴承和固定杆用以固定取土桶保证其不会受上部的影响而转动。

所述的取土桶深入模拟试样时，因试样自身具有一定的强度，为减小取土桶进入土体时受到的端摩阻力，参考土工试验中的环刀，将取土桶的切土口进行刃脚化处理。