上保證了剪切面上的受力均勻。減少測(cè)試誤差，測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性容易保證，適 合各種土木工程建設(shè)場(chǎng)合使用。
[0039] 傳統(tǒng)的剪切試驗(yàn)，試件的剪切破壞先從邊緣開始。利用斜向加載裝置和法向加載 裝置對(duì)被測(cè)試件施加荷載的結(jié)構(gòu)，在加載過程中預(yù)置裂隙在迎推力方向產(chǎn)生翼裂紋，隨后 另一方向產(chǎn)生翼裂紋，巖橋形成菱形小方塊，最終完全貫通破壞，模擬的剪切過程更加符合 實(shí)際情況。
[0040] 步驟3中，在所述被測(cè)試件一側(cè)布設(shè)CCD攝像機(jī)，在所述加載過程中，通過所述CCD 攝像機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)所述被測(cè)試件的外部裂隙擴(kuò)展及破壞過程。
[0041] CCD攝像機(jī)具有靈敏度高、抗強(qiáng)光、畸變小、體積小、壽命長(zhǎng)、抗震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。利用 CCD攝像機(jī)可以直接觀察巖體試件在壓剪試驗(yàn)過程中外部形態(tài)的變化過程，并以視頻的形 式保存下來(lái)。
[0042] 步驟3中，在所述被測(cè)試件的外表面安設(shè)聲發(fā)射傳感器，在所述加載過程中，通過 所述聲發(fā)射傳感器接收所述被測(cè)試件內(nèi)部損傷產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)。
[0043] 將聲發(fā)射傳感器貼在安置好的試件外表面上，并利用凡士林做耦合劑，使接觸良 好；使聲發(fā)射傳感器接收試件內(nèi)部損傷產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)，對(duì)接收的試件內(nèi)部損傷產(chǎn)生的 聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行參數(shù)提取，得到各信號(hào)的能量、振鈴計(jì)數(shù)、持續(xù)時(shí)間、幅值等特征參數(shù)，用于 分析試件破壞過程和裂紋擴(kuò)展形態(tài)。
[0044] 步驟3中，在所述被測(cè)試件內(nèi)部設(shè)有光柵多點(diǎn)位移計(jì)，通過所述光柵多點(diǎn)位移計(jì) 獲取所述被測(cè)試件內(nèi)部裂隙的相對(duì)位移變化。
[0045] 將光柵多點(diǎn)位移計(jì)埋設(shè)在試件內(nèi)部，當(dāng)位移傳感器所在的測(cè)量位置發(fā)生相對(duì)位移 時(shí)，通過光柵解調(diào)儀分析得到光柵中心波長(zhǎng)的位移值，計(jì)算出試件內(nèi)部的位移變化。
[0046] 步驟3中，在所述被測(cè)試件上設(shè)有CT掃描裝置，所述CT掃描裝置包括對(duì)應(yīng)設(shè)置于 所述被測(cè)試件兩側(cè)的X射線發(fā)射板和X射線接收板，通過所述CT掃描裝置獲取所述被測(cè)試 件內(nèi)部產(chǎn)生破裂及裂紋擴(kuò)展形態(tài)的立體圖，以觀測(cè)所述被測(cè)試件內(nèi)部的破裂形態(tài)及裂紋發(fā) 育發(fā)展過程。
[0047] 所述的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括CT掃描裝置的X射線發(fā)射板和X射線接收板分別位于所述 試件的一側(cè)，且兩者相對(duì)設(shè)置，X射線發(fā)射板發(fā)出的射線，穿過待測(cè)試件后，被X射線接收板 接收，計(jì)算機(jī)將采集到的射線能量值轉(zhuǎn)化為數(shù)值信號(hào)，再根據(jù)數(shù)值信號(hào)進(jìn)行三維圖像重構(gòu)， 最終顯示待測(cè)試件立體圖形。CT掃描可以顯示試件內(nèi)部產(chǎn)生破裂及裂紋擴(kuò)展形態(tài)的立體 圖，使用本裝置不僅僅局限于測(cè)定剪切強(qiáng)度，還可觀測(cè)巖體內(nèi)部的破裂形態(tài)及裂紋發(fā)育發(fā) 展的過程，為進(jìn)一步研究試件的剪切破壞原理提供直觀的全方位支持。
[0048] 步驟4中，對(duì)于實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樵u(píng)價(jià)節(jié)理巖體性能的情況，將所述被測(cè)試件的連通率 為零的試驗(yàn)方案作為標(biāo)準(zhǔn)組，將擁有不同連通率的實(shí)驗(yàn)方案作為對(duì)比組；
[0049] 對(duì)于實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樵u(píng)價(jià)裂隙水對(duì)巖體性能的影響的情況，將相同裂隙排列的無(wú)裂隙 水的試驗(yàn)方案作為標(biāo)準(zhǔn)組，將含有不同裂隙水壓力的試驗(yàn)方案作為對(duì)比組；
[0050] 對(duì)于實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑樵u(píng)價(jià)錨注效果的情況，將相同裂隙排列的無(wú)裂隙水的試驗(yàn)方案作 為標(biāo)準(zhǔn)組，將含有加錨角度、注漿壓力、注漿水灰比、注漿材料中的一個(gè)或者多個(gè)因素的試 驗(yàn)方案作為對(duì)比組。
[0051] 步驟4中，所述巖石力學(xué)參數(shù)為抗剪強(qiáng)度和裂隙延展度；所述抗剪強(qiáng)度通過壓剪 試驗(yàn)直接獲得，所述裂隙延展度由所述聲發(fā)射傳感器在試驗(yàn)過程中接收被測(cè)試件內(nèi)部損傷 產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)，再通過對(duì)比組與標(biāo)準(zhǔn)組的損傷信號(hào)的對(duì)比獲得。
[0052] 通過該試驗(yàn)方法及相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)而獲得裂隙滲流的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與巖體破壞之 間的關(guān)系。
[0053] 步驟5中，所述對(duì)顯著性影響因素做深入統(tǒng)計(jì)分析，具體方法為對(duì)顯著性影響因 素做單因素或者多因素交互作用的更多水平的正交試驗(yàn)，獲取各所述顯著性影響因素不同 水平與一個(gè)或多個(gè)抗壓剪性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系擬合曲線或數(shù)學(xué)表達(dá)式。
[0054] 通過該試驗(yàn)方法及相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析，進(jìn)而可以全面研究復(fù)雜壓剪應(yīng)力狀態(tài)下節(jié)理 巖體及賦水巖體進(jìn)行注漿錨固的各影響因素。
[0055] 多功能裂隙巖體壓剪試驗(yàn)裝置，包括主體架，所述主體架下方設(shè)有用于固定被測(cè) 試件底部的試件固定座，所述試件固定座的正上方，設(shè)有與所述主體架頂部連接的法向加 載裝置；所述主體架的一側(cè)，設(shè)有用于對(duì)所述被測(cè)試件施加斜向荷載的斜向加載裝置，所述 斜向加載裝置通過斜向加載支座與反力架連接，所述斜向加載裝置的下部設(shè)有用于支撐所 述斜向加載裝置的升降支架；所述被測(cè)試件的上下表面與所述法向加載裝置垂直，并設(shè)有 與所述斜向加載裝置垂直的斜面；所述法向加載裝置和所述斜向加載裝置由控制系統(tǒng)控 制，分別對(duì)所述被測(cè)試件施加法向荷載和斜向荷載，所述法向荷載和斜向荷載在所述被測(cè) 試件的預(yù)定剪切面內(nèi)相交，所述預(yù)定剪切面內(nèi)設(shè)有預(yù)置裂隙；
[0056] 所述巖體試件的上表面設(shè)有減摩裝置；試驗(yàn)過程中，利用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)所述被測(cè)試 件進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲取所述被測(cè)試件在壓剪試驗(yàn)過程中的相關(guān)參數(shù)和信息；
[0057] 試驗(yàn)時(shí)，由所述控制系統(tǒng)控制，先啟動(dòng)所述法向加載裝置，施加法向荷載，當(dāng)法向 應(yīng)力達(dá)到預(yù)定值后，啟動(dòng)所述斜向加載裝置，逐漸增加斜向荷載，同時(shí)相應(yīng)減少法向荷載的 加載值，使所述法向應(yīng)力不變、始終等于預(yù)定值，剪力不斷增大，直至所述被測(cè)試件破壞。
[0058] 所述反力架包括設(shè)于所述試件固定座兩側(cè)的兩個(gè)反力座，和連接所述兩個(gè)反力座 的若干個(gè)支撐桿，所述支撐桿與所述反力座通過調(diào)節(jié)螺栓固定連接；所述反力座上設(shè)有與 所述斜向加載支座配合的多位卡槽，通過更換不同傾角的所述斜向加載支座和移動(dòng)所述斜 向加載支座在所述卡槽上的位置，改變所述斜向加載支座的高度，和與豎直方向的夾角。
[0059] 所述斜向加載裝置包括：斜向液壓千斤頂和斜向壓頭，所述斜向液壓千斤頂與所 述斜向加載支座固定連接；所述斜向壓頭通過柔性金屬板與所述被測(cè)試件的斜面接觸，并 對(duì)所述被測(cè)試件施加斜向荷載，荷載方向與所述斜面垂直且通過預(yù)剪面中心點(diǎn)；所述升降 支架輔助固定所述斜向千斤頂，確保加載過程中加載方向的準(zhǔn)確性；所述法向加載裝置包 括剛性試驗(yàn)機(jī)和法向壓頭，所述法向壓頭通過柔性金屬板與所述被測(cè)試件的上表面接觸； 所述控制系統(tǒng)控制剛性試驗(yàn)機(jī)，利用所述壓頭直接向所述被測(cè)試件施加預(yù)定的法向荷載。
[0060] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0061] 不同角度、不同組合的預(yù)置節(jié)理會(huì)產(chǎn)生不同的裂紋擴(kuò)展形式，同時(shí)必然會(huì)影響到 節(jié)理巖體的抗剪強(qiáng)度。該設(shè)計(jì)解決了被測(cè)試件的節(jié)理定位問題，能夠快速準(zhǔn)確得到巖體試 件內(nèi)部節(jié)理分布對(duì)結(jié)構(gòu)面剪切強(qiáng)度的影響。節(jié)理在法向及斜向加載機(jī)構(gòu)共同作用下產(chǎn)生裂 紋擴(kuò)展并最終貫通破壞的全過程，能夠模擬現(xiàn)實(shí)中的巖體受力情況，試驗(yàn)數(shù)據(jù)有較強(qiáng)的實(shí) 用性，為正確評(píng)價(jià)節(jié)理巖體穩(wěn)定性起到關(guān)鍵作用。
[0062] 正交實(shí)驗(yàn)方案是研究多因素多水平的一種設(shè)計(jì)方法，根據(jù)正交性從所有影響因素 中挑選出部分進(jìn)行試驗(yàn)，大大減小了工作量。所采用的多功能裂隙巖體壓剪試驗(yàn)裝置整體 簡(jiǎn)便易行，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠避免力的加載過程中產(chǎn)生彎矩，減少測(cè)試誤差，測(cè) 試結(jié)果的準(zhǔn)確性容易保證，適合各種土木工程建設(shè)場(chǎng)合使用，并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制 作，操作方便等突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。
【附圖說(shuō)明】
[0063] 圖1為本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)操作及數(shù)據(jù)處理流程圖；
[0064] 圖2為本發(fā)明采用的多功能裂隙巖體壓剪試驗(yàn)裝置立體圖；
[0065] 圖3為本發(fā)明采用的多功能裂