[发明专利]一种岩体结构面六自由度剪切试验装置及其试验方法

权利要求书

1.一种岩体结构面六自由度剪切试验装置，包括上剪切组件(1)，其特征在于，还包括下剪切组件(2)，上剪切组件(1)包括第一上剪切平台(11)、设置在第一上剪切平台(11)下方的第二上剪切平台(12)、以及设置在第一上剪切平台(11)和第二上剪切平台(12)之间的斯图尔特组件(13)，第二上剪切平台(12)的底面设置有第一放置槽(121)，第一放置槽(121)内设置有上剪切盒(5)，下剪切组件(2)包括下剪切平台(21)，第一上剪切平台(11)通过可伸缩反力支柱(3)与下剪切平台(21)连接，下剪切平台(21)顶面与第一放置槽(121)相对的位置设置有第二放置槽(22)，第二放置槽(22)内设置有下剪切盒(4)，

上剪切盒(5)和下剪切盒(4)均包括紧固件(41)，紧固件(41)包括调节件(411)、外侧支撑板(412)、固定块(413)、螺栓(414)和内侧支撑板(415)，外侧支撑板(412)并行位于内侧支撑板(415)外侧，外侧支撑板(412)和内侧支撑板(415)之间设置有调节件(411)和固定块(413)，调节件(411)位于固定块(413)上方，外侧支撑板(412)的底部与固定块(413)固定，螺栓(414)贯穿调节件(411)且通过螺纹与调节件(411)连接，螺栓(414)一端活动嵌设在固定块(413)中，调节件(411)两侧为斜侧面，外侧支撑板(412)和内侧支撑板(415)朝向调节件(411)的侧面为与调节件(411)的斜侧面适配贴合的斜面，

斯图尔特组件(13)包括第一斯图尔特支腿(131)、第二斯图尔特支腿(132)、第三斯图尔特支腿(133)、第四斯图尔特支腿(134)、第五斯图尔特支腿(135)和第六斯图尔特支腿(136)，

第一斯图尔特支腿(131)、第二斯图尔特支腿(132)、第三斯图尔特支腿(133)、第四斯图尔特支腿(134)、第五斯图尔特支腿(135)和第六斯图尔特支腿(136)均包括上部铰支座(1311)、上部万向节(1312)、液压缸(1313)、下部万向节(1314)和下部铰支座(1315)，

上部铰支座(1311)与第一上剪切平台(11)连接，上部铰支座(1311)通过上部万向节(1312)与液压缸(1313)的伸缩部连接，液压缸(1313)的固定缸体通过下部万向节(1314)与下部铰支座(1315)连接，下部铰支座(1315)与第二上剪切平台(12)连接。

2.根据权利要求1所述的一种岩体结构面六自由度剪切试验装置，其特征在于，所述的可伸缩反力支柱(3)为四根且呈矩形四角分布。

3.一种岩体结构面六自由度剪切试验方法，利用权利要求1所述的岩体结构面六自由度剪切试验装置，包括以下步骤：

步骤1、通过下剪切盒(4)固定结构面剪切试样(42)的下半部，通过上剪切盒(5)固定结构面剪切试样(42)的上半部；

步骤2、通过驱动斯图尔特组件(13)，进行剪切试验；

步骤3、斯图尔特组件(13)的各斯图尔特支腿的液压缸(1313)返回压力数据，并结合各个液压缸(1313)的空间姿态解算结构面受到的总剪切力；

步骤4、由斯图尔特组件(13)中各个液压缸(1313)的伸出及缩回量并结合各个液压缸(1313)的空间姿态解算结构面运动量；

步骤5、将结构面的总剪切力和结构面运动量输出至外部储存；

步骤6、试验结束，松开上剪切盒(5)和下剪切盒(4)，控制可伸缩反力支柱(3)的伸缩端伸出，取出破坏后的结构面剪切试样(42)。