[发明专利]岩石拉压环剪试验方法

说明书

本发明涉及一种岩石拉压环剪试验方法。所述试样方法包括：将剪切盒吊装至工装机上，在工装机上制备试样；将具有制备好的试样的剪切盒吊装至岩石拉压环剪试验仪上；当加载轴向压力时，操作轴力执行机构的加载油缸，向剪切盒施加轴向压力至设定值；当加载轴向拉力时，操作轴力执行机构的加载油缸，向剪切盒施加轴向拉力至设定值；当加载扭矩时，操作扭力执行机构的螺旋摆动缸，向剪切盒施加扭力至设定值。本发明对准确获取岩石抗剪强度、残余强度及变形、动力扰动下的抗剪强度，改进和完善岩石的本构关系，具有重要意义。

技术领域

本发明属于力学试验技术领域，尤其涉及一种岩石拉压环剪试验方法。

背景技术

岩石的抗剪强度是评价岩石力学性质的重要指标之一，准确的获取强度参数对岩体工程具有重要的实际意义。

在地震或施工扰动条件下，岩体动力反应在很大程度上受到结构面的制约，因此研究结构面的动力特性、特别是动力剪切特性是进行岩体动力反应分析的重要前提。岩体力学行为的室内试验研究是构建岩体本构模型和进行工程设计数值模拟的前提和依据，因此进行岩体结构面动态循环剪切室内试验，将地震荷载或施工扰动概化成在一定法向应力控制下对岩体结构面试样施加不同剪切变形速率的循环剪切荷载是解决前述问题的重要方法和途径。

目前，国内外进行岩体结构面动态剪切行为测试的仪器主要限于动态直剪仪，直剪仪通常包括法向加载装置、水平加载装置、剪切盒、液压控制装置和数据采集处理装置等。

分析现有的直剪试验实现方式，岩石在受剪过程中随着上下剪切盒相互错动，法向应力变为偏轴应力，因此正应力不稳定；原来的轴向正压力变成了偏轴压力，从而使实际剪切面偏离了原来预定的理想剪切面，发生了斜剪现象；同时由于剪切面积不断变化，剪应力分布不均匀；而正应力和剪应力的动态变化，又引起主应力发生偏转；受刚性剪切盒边缘效应的影响，靠近剪切盒边缘处试样的应变最大，中间部分的应变小，所以剪应变分布也是不均匀的，剪切位移受剪切盒长度显示，剪切距离较小，影响试验结果的准确性。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种岩石拉压环剪试验方法，以提高试验结果的准确性。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种岩石拉压环剪试验方法，所述试验方法包括：

将具有制备好的试样的剪切盒吊装至岩石拉压环剪试验仪上；

当加载轴向压力时，操作轴力执行机构的加载油缸，向剪切盒施加轴向压力至设定值；

当加载轴向拉力时，操作轴力执行机构的加载油缸，向剪切盒施加轴向拉力至设定值；

当加载扭矩时，操作扭力执行机构的螺旋摆动缸，向剪切盒施加扭力至设定值。

进一步地，所述岩石拉压环剪试验仪包括：

底座；

轴力执行机构，所述轴力执行机构包括加载油缸以及导向抗扭板，所述加载油缸固定设置在底座的顶部一侧上，所述加载油缸的输出端做直线往返运动，所述导向抗扭板设置在所述加载油缸的输出端上；

扭力执行机构，所述扭力执行机构包括螺旋摆动缸以及扭力轴，所述螺旋摆动缸设置在所述底座的顶部的另一侧，所述螺旋摆动缸的输出端做旋转运动，所述扭力轴设置在所述螺旋摆动缸的输出端上，所述扭力轴和所述导向抗扭板相对设置；

剪切盒，所述剪切盒包括内部均为环形的第一盒体以及第二盒体，所述第一盒体可拆卸地设置在所述导向抗扭板朝向所述扭力轴的侧面上，所述第二盒体可拆卸地设置在所述扭力轴朝向所述导向抗扭板的侧面上，所述第一盒体以及第二盒体可操作地对接。

进一步地，所述第一盒体以及所述第二盒体的宽度方向的两侧侧面均为直面，所述第一盒体以及所述第二盒体的底部为弧形；