[发明专利]一种岩土体拉剪与压剪耦合应力测量方法

权利要求书

1.一种岩土体拉剪与压剪耦合应力测量方法，其特征在于，包括专用测量装置，所述专用测量装置包括自上而下依次设置的上剪切盒和下剪切盒，所述上剪切盒内设置有第一岩土体结构，所述下剪切盒内设置有第二岩土体结构，所述第一岩土体结构与所述第二岩土体结构之间接触形成岩土体结构面；所述上剪切盒顶部设置有第一应力组件，所述第一应力组件包括力传感器、位移传感器，位于所述上剪切盒顶部连接有上连杆，上连杆的端部通过上销钉连接有上曲柄，上曲柄的端部连接有上马达；

所述下剪切盒的左侧壁设置有第二应力组件，所述第二应力组件包括力传感器、位移传感器，位于所述下剪切盒左侧连接有左连杆，左连杆的端部通过左销钉连接有左曲柄，左曲柄的端部连接有左马达；

应用所述测量装置能够进行如下试验：

a. 岩土体结构面法向只受周期循环的压应力，切向只受周期循环的单面剪应力，法向与切向的循环周期符合T₁=NT₂的试验方法，N大于0；

b. 岩土体结构面法向受周期循环的拉应力，切向只受周期循环的单面剪应力的试验方法；

c. 岩土体结构面法向受周期循环的拉-压应力，切向只受周期循环的单面剪应力的试验方法；

d. 岩土体结构面法向只受周期循环的压应力，切向受周期循环的双面剪应力的试验方法；

e. 岩土体结构面法向只受周期循环的拉应力，切向受周期循环的双面剪应力的试验方法；

f. 岩土体结构面法向受周期循环的拉-压应力，切向受周期循环的双面剪应力的试验方法；其中，b-f中，法向与切向的循环周期符合a工况；

上述六种实验方法均需满足w ₁=n w ₂，n＞0；w ₁表示切向转速，w ₂表示法向转速，且根据基本公式：

；

能够分别推导得到岩土体在法向荷载作用下的位移v的表达式和岩土体在切向荷载作用下的位移u的表达式；其中，AO表示连杆与剪切盒的交点到曲柄马达圆心的距离；r：曲柄的长度；l：连杆的长度；α：AO连线与曲柄的夹角；β：AO连线与连杆的夹角；w：曲柄马达转动的角速度；t：马达运动的时间。

2.根据权利要求1所述的岩土体拉剪与压剪耦合应力测量方法，其特征在于，所述基本公式： ；

根据所述测量装置中不同剪切盒上，曲柄、连杆之间的任意状态进行推导；推导的具体方法为：

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;

;

;

，由于AO不可能为负值，

。