[发明专利]一种针对岩石含冰裂隙的冻胀测试剪切强度的试验装置

说明书

本发明提供一种针对岩石含冰裂隙的冻胀测试剪切强度的试验装置，涉及岩石试验装置领域，该针对岩石含冰裂隙的冻胀测试剪切强度的试验装置，包括底板，所述底板上方设有顶圈，所述底板与顶圈之间连接有多个连接板。该针对岩石含冰裂隙的冻胀测试剪切强度的试验装置，通过单片机控制一组或多组电推杆伸长，对岩石块进行挤压，由于岩石块的受力点不同，故受到的剪切力也不相同，可对岩石块不同方向承受剪切力强度的测试。通过水箱、圆柱配合，将水缓慢淋在表面，便于水快速渗透至岩石中，在将冷气导入测验仓，从而实现冻胀效果。再借助毛细现象，使得水能够更好的渗透至岩石裂纹、缝隙中，避免岩石裂纹、缝隙内存在气泡而影响冻胀效果。

技术领域

本发明涉及岩石试验装置技术领域，具体为一种针对岩石含冰裂隙的冻胀测试剪切强度的试验装置。

背景技术

在矿山建设及矿产资源开采的过程中，西部高寒地区矿山边坡裂隙岩体由于环境的特殊性，长期面临着复杂的冻融灾害问题。裂隙岩体是一类复杂的岩体，内部一般都由岩石颗粒、胶结材料、微裂纹等组合而成，内部裂纹、节理缺陷直接影响岩体稳定性。

在长期的冻融作用下，裂隙岩体中裂隙水不断发生水冰相变，由水冻结成冰时发生9％的体积膨胀产生的冻胀力持续驱动裂隙扩展或者产生新生裂纹。

固体材料内部水不断发生相变和位移，在冰的冻胀力作用下使岩体裂纹尖端产生巨大的力而扩展损伤，反复冻结融化从而产生宏观裂纹。在冻胀破坏作用下，裂隙的演化对寒区工程的稳定性、安全性造成严重的威胁。

当岩石缝隙中的水结冰后，裂纹扩大，岩体整体受剪切强度出现变化。因此需要相关装置进行检测。若不定期检测冻胀后岩石的受剪切强度，在矿山开采过程中，开采施工导致岩石受力崩裂，容易发生矿山裂隙岩体滑坡，进而引发安全事故。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种针对岩石含冰裂隙的冻胀测试剪切强度的试验装置，解决了上述背景技术中高寒地区矿山岩石缝隙中存在水，水结冰冻胀导致裂纹扩大，容易发生安全事故的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种针对岩石含冰裂隙的冻胀测试剪切强度的试验装置，包括底板，所述底板上方设有顶圈，所述底板与顶圈之间连接有多个连接板，相邻连接板之间设有支架，支架与连接板之间连接有钢化玻璃，顶圈顶部螺纹连接有顶盖，通过底板、顶圈、连接板、支架、钢化玻璃和顶盖组成测验仓。

所述测验仓内设有多个电推杆，多个电推杆绕轴线等角度固定在底板内壁底部，所述电推杆两两为一组，所述电推杆倾斜向上，所述电推杆上端与岩石块底部接触，顶盖底部设有圆柱，圆柱抵住岩石块顶部，所述测验仓一侧固定安装有单片机，单片机用于控制各个电子零件工作。

优选的，所述连接板开设有竖直向下的直槽，直槽内壁顶部固定安装有大弹簧，电推杆活动端套有固定片，每组固定片之间捆绑有细绳，所述底板外侧枢接有牵引辊，细绳连接有钢丝，钢丝穿过底板绕过牵引辊与大弹簧下端连接，所述连接板沿直槽长度方向开设有刻度线。

优选的，所述电推杆活动端连接有抵触杆，抵触杆内部中空，抵触杆内壁底部固定安装有导片一，导片一一侧固定安装有小弹簧，小弹簧远离导片一一端固定安装有导片二，抵触杆内设有按压杆，按压杆下端与导片二接触，导片二上端延伸至抵触杆外。

优选的，所述测验仓外设有水箱，水箱内滑动配合有活塞杆，活塞杆上端延伸至水箱外，水箱内设有水管，水管上端穿过活塞杆延伸至水箱外，所述水管上端穿过顶盖与圆柱连通。

优选的，所述圆柱顶部开设有进水口，进水口与水管连通，圆柱四周绕轴线等角度开设有出水口，进水口与出水口相通，所述圆柱外表面开设有螺纹槽，螺纹槽位于出水口下方，所述圆柱底部设有圆盘，圆盘四周设有橡胶棒，圆盘开设有多个漏孔。