一种软弱岩石的偏心加载及剪切蠕变复合作用试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术的一种软弱岩石的偏心加载及剪切蠕变复合作用试验装置，由液压千斤顶实现剪切蠕变装置及偏心加载装置各体系独立加载、卸载；观测装置中的微观观测探头可以实现对岩石类材料在受载荷下微观裂隙演化情况的记录，通过与该微观观测探头相配合的数据采集软件，实现了岩石类材料剪切变形的动态化监测；该试验装置可实现软岩材料偏心加载和剪切蠕变特性的实验室试验研究，是一种结构简单，高精度、高可靠性的实验室研究设备。

An Eccentric Loading and Shear Creep Test Device for Weak Rocks

The invention provides an eccentric loading and shear creep combined action test device for weak rock, which realizes shear creep device and independent loading and unloading of each system of eccentric loading device by hydraulic jack, and the micro observation probe in the observation device can record the evolution of micro-cracks of rock materials under loading. Through the data acquisition software matched with the micro-observation probe, the dynamic monitoring of shear deformation of rock-like materials is realized. The experimental device can realize the laboratory test of eccentric loading and shear creep characteristics of soft rock materials, and is a simple, high precision and high reliability laboratory research equipment.

【技术实现步骤摘要】
一种软弱岩石的偏心加载及剪切蠕变复合作用试验装置
本专利技术涉及软弱岩石的偏载剪切蠕变试验测试
，提出了一种软弱岩石的偏心加载及剪切蠕变复合作用试验装置。
技术介绍
岩石材料的宏细观力学特性与其在外力作用下发生的宏细观变形以及内部微结构的变化密切相关。剪切及剪切蠕变特性试验研究就是研究煤岩材料在剪切破坏过程中其内部微结构发育、发展、尺度扩展、性质变化等对煤岩材料破坏所产生的影响。岩体由于受实际地质条件影响经常处于不均匀载荷作用之中，特别是偏心载荷作用，因此在实验室实现偏心载荷，对扩展与丰富现有岩石力学试验具有重要意义。现有的岩石类材料试验设备只能实现偏心加载或剪切蠕变某单一方面的试验功能实现，而没有偏心加载剪切蠕变的复合实验设备，使得实验室研究该两种复合作用下的性质变化、微结构改变等极为不便。而在实际中，岩体的赋存环境多种多样，对于偏心加载与剪切蠕变的复合作用研究有重要的实际意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有岩石力学实验设备只能测量单一偏心加载以及单一剪切蠕变且实验结果与实际复合作用下的结果相差过大，无法进行该两种力学作用复合的试验研究等缺点，提供一种可以测量偏心加载与剪切蠕变的复合作用的实验设备。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种软弱岩石的偏心加载及剪切蠕变复合作用试验装置，包括机架、剪切蠕变装置、偏心加载装置以及观测装置。机架包括立柱，上固定板，下固定板及固定螺母；剪切蠕变装置包括上剪切具螺杆，加载液压千斤顶，上剪切具及下剪切具；偏心加载装置包括上液压支架导轨，下液压千斤顶导轨，上液压千斤顶，下液压千斤顶，上传载块及下传载块；观测装置为微观观测探头。本专利技术的一种软弱岩石的偏心加载及剪切蠕变复合作用试验装置，由液压千斤顶实现剪切蠕变装置及偏心加载装置各体系独立加载、卸载；观测装置中的微观观测探头可以实现对岩石类材料在受载荷下微观裂隙演化情况的记录，通过与该微观观测探头相配合的数据采集软件，实现了岩石类材料剪切变形的动态化监测；该试验装置可实现软岩材料偏心加载和剪切蠕变特性的实验室试验研究，是一种结构简单，高精度、高可靠性的实验室研究设备。附图说明图1是本专利技术的左视图；图2是本专利技术的右视图；图3是本专利技术去除机架及观测装置后的俯视图；图4是本专利技术液压千斤顶导轨的剖面图；图中：1-立柱；2-固定螺母；3-上固定板；4-上剪切具螺杆；5-上剪切具；6-试件；7-下传载块；8-下液压千斤顶；9-下液压千斤顶导轨；10-下固定板；11-加载液压千斤顶；12-下剪切具；13，13’-微观观测探头；14-上传载块；15-上液压千斤顶；16-上液压千斤顶导轨；17-上固定板；18-导轨固定槽。具体实施方式当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整的理解本专利技术以及更容易得知其中许多其他优点，但此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。如图1、图2及图3所示，一种软弱岩石的偏心加载及剪切蠕变复合作用试验装置，包括机架、剪切蠕变装置、偏心加载装置以及观测装置。机架起支撑和固定其余三组装置的作用；剪切蠕变装置为试件提供恒定载荷及剪切力，使试件产生剪切蠕变；偏心加载装置为试件提供单轴载荷。所述机架包括立柱1，上固定板3，下固定板10及固定螺母2；上固定板3及下固定板10采用钢材料一次成型制作，两侧向上折起，如图1或图2所示；四根立柱1采用钢制作，一端轧丝用于固定螺母2，另一端与下固定板10焊接；上固定板3对应四根立柱的位置开对应立柱直径的孔，固定螺母2采用如图1或图2的方式固定上固定板，每个开孔处用两颗固定螺母，以便于根据试验试件的尺寸调节上固定板的高度。所述剪切蠕变装置包括上剪切具螺杆4、加载液压千斤顶11，上剪切具5及下剪切具12；上剪切具5通过上剪切具螺杆4与上固定板3连接，上剪切具螺杆4共有四根，采用高强度钢材制作，两端与上固定板3及上剪切具5采用焊接方式，目的是固定上剪切具的位置以及在设备工作过程中支撑下方传递过来的载荷；加载液压千斤顶11通过外接油泵为下剪切具12施加载荷，下剪切具12底部留有固定加载液压千斤顶11的凹槽，保证不会在加载的过程中因加载液压千斤顶11的位置改变而对各组试验结果产生影响；在进行试验时，首先外接油泵施压，下剪切具的高度提升，之后在下剪切具按照试验要求放置试验试件，对试件进行二分之一面积剪切蠕变试验或三分之一面积剪切蠕变试验或试验计划的其他面积的剪切蠕变试验，但此时试件与上剪切具只是轻微接触，上剪切具与下剪切具对试件没有力及剪切作用。所述偏心加载装置包括上液压千斤顶导轨16，下液压千斤顶导轨9，上液压千斤顶15，下液压千斤顶8，上传载块14，下传载块7；上液压千斤顶导轨16以及下液压千斤顶导轨9分别焊接在上固定板3及下固定板10两侧边缘，起固定液压千斤顶以及为液压千斤顶移动提供轨道的作用，如图4所示，开有固定槽18，同时，液压千斤顶缸体底部焊接有与固定槽配合使用的高强度钢片，使液压千斤顶轨道与液压千斤顶在结构上相互配合，实现以上所述的作用；上液压千斤顶16与下液压千斤顶8同样采用外接油泵的方式为试件施加载荷；上传载块14及下传载块7为方形钢柱体，该柱体上、下两面分别与液压千斤顶以及试件接触，上、下两面的面积与试验试件的面积相等；按照试验要求，对试件外露在上剪切具5与下剪切具12之外的部分施加单轴载荷，柱体的上传载块及下传载块传递液压千斤顶的载荷；根据需要加载面积的不同，相对应的移动上液压千斤顶与下液压千斤顶的位置，达到试验要求。所述观测装置为微观观测探头13、13’，试件的两端各布置一个微观观测探头，同时，该微观观测探头与电脑及配套软件相配合，便于同时观测剪切蠕变段和偏心加载段的微观裂隙的产生、发育及扩展的过程。试验过程中，剪切蠕变装置和偏心加载装置的加载动力来源均为外接油泵，其中，剪切蠕变装置始终对试件施加恒压作用，偏心加载装置根据试验所需的要求确定需要施加的载荷。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不以本专利技术为限制，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，但是只要实质上没有脱离本专利技术的专利技术点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这样的变形例也全部包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软弱岩石的偏心加载及剪切蠕变复合作用试验装置，其特征在于：包括机架、剪切蠕变装置、偏心加载装置以及观测装置。机架包括立柱，上固定板，下固定板及固定螺母；剪切蠕变装置包括上剪切具螺杆、加载液压千斤顶，上剪切具及下剪切具；偏心加载装置包括上液压千斤顶导轨，下液压千斤顶导轨，上液压千斤顶，下液压千斤顶，上传载块 下传载块；观测装置为微观观测探头。

【技术特征摘要】
1.一种软弱岩石的偏心加载及剪切蠕变复合作用试验装置，其特征在于：包括机架、剪切蠕变装置、偏心加载装置以及观测装置。机架包括立柱，上固定板，下固定板及固定螺母；剪切蠕变装置包括上剪切具螺杆、加载液压千斤顶，上剪切具及下剪切具；偏心加载装置包括上液压千斤顶导轨，下液压千斤顶导轨，上液压千斤顶，下液压千斤顶，上传载块下传载块；观测装置为微观观测探头。2.根据权利要求1所述的一种软弱岩石的偏心加载及剪切蠕变复合作用试验装置，其特征在于：所述上固定板以及下固定板采用高强度钢材料一次成型，其两长侧边向上折起角度为45度，折起部分的宽度与所述上液压千斤顶导轨和下液压千斤顶导轨的宽度相同。3.根据权利要求1所述的一种软弱岩石的偏心加载及剪切蠕变复合作用试验装置，其特征在于：所述立柱与所述下固定板采用焊接的连接方式，与所述上固定板采用螺母固定4....

【专利技术属性】
技术研发人员：赵洪宝，魏子强，王涛，
申请(专利权)人：陕西省地质环境监测总站，
类型：发明
国别省市：陕西,61