[发明专利]一种变角度负温岩石直剪仪及试验操作方法

摘要

本发明属于岩石力学试验设备技术领域，涉及一种变角度负温岩石直剪仪及试验操作方法，包括主机框架、垂直加载机构、垂直荷载支撑机构、水平加载机构、水平荷载支撑机构、剪切盒、温度控制系统、测控系统和计算机系统；所述剪切盒置于温度控制系统中保温箱内，实现负温试验环境，所述剪切盒包括剪切盒体、弧形滑轨、旋转构件、翼形卡块、半圆形导槽板、中隔板、转体定位机构和前后端盖，通过简易操作能够实现剪切盒体形状不变而内部结构不断改变，达到剪切岩石试样不同角度裂隙的目的。本发明提供了一种有效解决负温、变角度剪切的岩石直剪仪和操作方法，其整体结构原理简单，操作方便，可视化程度高，功能多变，适用性强。

主权项

1.一种变角度负温岩石直剪仪，其特征在于：包括主机框架、垂直加载机构、垂直荷载支撑机构、水平加载机构、水平荷载支撑机构、剪切盒、温度控制系统、测控系统和计算机系统；所述框架由上梁、左右立柱和基座组成，并通过螺栓和焊接连接；所述垂直加载机构与基座连接，所述垂直荷载支撑机构与上梁连接，所述水平加载机构与左立柱连接，所述水平荷载支撑机构与右立柱连接；所述垂直加载机构由上压板、垂直承压辊子、下压板、传力柱构件、法向作动器、法向位移传感器组成；所述作动器安装在主机框架基座上，通过传力构件与下压板连接，所述下压板与上压板通过垂直承压辊子连接；所述垂直荷载支撑机构由刚性垫块、法向力传感器、连接件、上承压板、垂直承压辊子和下承压板组成；所述法向力传感器一端固定在刚性垫块上，另一端通过连接件与下压板连接，所述垂直承压辊子位于所述上承压板与下承压板之间；所述水平加载机构包括水平作动器，水平推力部件，水平压力传感器、水平推力连接件和水平推力顶头组成，水平作动器设置在右立柱中部外侧，并通过水平推力部件与所述框架内测压力传感器固定，所述水平压力传感器通过水平推力连接件与水平推力顶头连接；所述的水平荷载支撑机构由水平荷载支撑部件基座、水平荷载支撑连接杆、水平荷载支撑顶头、水平荷载承压辊子和槽形承压板组成；所述水平荷载支撑部件基座通过螺栓固定于所述主机框架右柱中部，所述水平荷载支撑连接杆安装在所述水平荷载支撑部件基座左侧，所述水平荷载支撑顶头固定在所述水平荷载支撑连接杆左端，所述水平承压辊子位于槽形承压板和水平荷载支撑顶头之间，水平位移传感器安装在水平载荷支撑机构左端；所述温度控制系统由保温箱、温控器、压缩机、温度传感器组成；所述保温箱由可拆卸部件组装而成，内部设有4处温度监测点，通过所述压缩机对保温箱进行降温，4监测点平均温度达到指定温度后，利用所述温控器进行控温，使温度保持恒定；所述剪切盒置于所述保温箱内，由上剪切盒和下剪切盒组成，所述上、下剪切盒均包括剪切盒体、弧形滑轨、旋转构件、一对翼形卡块、一对半圆形导槽板、中隔板、一对转体定位机构、前后端盖；所述测控系统具有多个测控通道，可以独立进行荷载和位移两种闭环控制，也可以与计算机通讯，由计算机进行程控工作；所述计算机系统通过软件对试验全过程进行控制，同时自动采集存储试验数据，实时显示试验状态，能够计算试验结果并打印试验报告，界面友好。