一種巖體結構面剪切性能測試系統(tǒng)的剪切盒的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種巖體結構面剪切性能測試系統(tǒng)的剪切盒，包括上剪切盒和下剪切盒，所述上剪切盒和所述下剪切盒均為由剪切外盒、U形板、左右豎板和前后豎板通過螺栓連接固定構成的第一半開放長方體空腔。本發(fā)明通過螺栓裝置拆裝不同尺寸的U形板、左右豎板和前后豎板，從而使得上剪切盒和下剪切盒可形成不同尺寸的長方體空腔，以便對更多尺度的方形巖體結構面試樣進行直接剪切試驗；通過螺栓裝置在長方體空腔內(nèi)部安裝方形套筒即可完成圓柱形巖體結構面試樣的直接剪切試驗，從而實現(xiàn)了對不同尺寸、不同類型的巖體結構面試樣進行直接剪切試驗以達到不同的研究目的。
【專利說明】
一種巖體結構面剪切性能測試系統(tǒng)的剪切盒
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及巖體力學室內(nèi)實驗領域，具體涉及一種巖體結構面剪切性能測試系統(tǒng)的剪切盒。
【背景技術】
[0002]巖體由結構體和結構面組成，結構面的力學性質主要表現(xiàn)在法向變形、剪切變形和抗剪強度三方面。在低應力區(qū)，工程巖體失穩(wěn)主要表現(xiàn)在巖體沿結構面發(fā)生剪切變形破壞，因此常用巖體結構面抗剪強度作為評價工程巖體穩(wěn)定性的重要指標。
[0003]巖體力學室內(nèi)試驗是研究結構面變形和強度特性的重要途徑。其中，直接剪切試驗方便控制加載路徑，易于獲得法向參數(shù)和剪切參數(shù)，是認識結構面剪切行為的首選試驗方法。
[0004]巖體結構面的抗剪強度具有明顯的尺寸效應，由于目前直剪試驗儀剪切盒尺寸的限制，結構面剪切強度的尺寸效應研究尚不完善，結構面抗剪強度的尺寸效應的穩(wěn)定閾值還未可知，結構面動態(tài)抗剪強度的尺寸效應研究仍屬空白，加強結構面抗剪強度的尺寸效應研究對于獲取結構面抗剪強度參數(shù)和評價巖體工程穩(wěn)定性具有重要意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種巖體結構面剪切性能測試系統(tǒng)的剪切盒，該剪切盒的結構設計能夠用來對不同尺寸、不同類型的巖體結構面試樣進行直接剪切試驗。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為:
一種巖體結構面剪切性能測試系統(tǒng)的剪切盒，包括上剪切盒和下剪切盒，所述上剪切盒和所述下剪切盒均為由剪切外盒、U形板、左右豎板和前后豎板通過螺栓連接固定構成的第一半開放長方體空腔。
[0007]優(yōu)選地，所述剪切外盒包括第一左右側壁、第一前后側壁和第一底板，第一左右側壁、第一前后側壁和第一底板構成半開放長方體空腔，且第一前后側壁的高度小于第一左右側壁的高度，便于觀察攝錄剪切破壞過程，所述U形板包括第二底板和第二左右側壁，第二底板外部與第一底板內(nèi)部接觸，所述第一前后側壁、第二底板和第二左右側壁通過螺栓連接固定構成第二半開放長方體空腔，第二左右側壁端部與第一左右側壁端部齊平，所述左右豎板分別與第二左右側壁和第二底板接觸，第一前后側壁與所述左右豎板通過螺栓連接固定構成第三半開放長方體空腔，所述左右豎板的端部與第二左右側壁端部齊平，第一前后側壁與所述前后豎板通過螺栓連接固定，所述左右豎板與所述前后豎板構成第四半開放長方體空腔，所述前后豎板的端部低于所述第一前后側壁端部。
[0008]優(yōu)選地，所述第一半開放長方體空腔的內(nèi)底面尺寸與第二半開放長方體空腔外底面尺寸相同。
[0009]優(yōu)選地，所述左右豎板的尺寸與第二半開放長方體空腔的左右內(nèi)側壁尺寸相同。
[0010]優(yōu)選地，所述前后豎板、左右豎板和U形板均具有各種不同尺寸，以滿足不同尺寸、不同類型巖體結構面試樣的直接剪切試驗要求。
[0011]本發(fā)明具有以下有益效果:
通過螺栓裝置拆裝不同尺寸的U形板、左右豎板和前后豎板，從而使得上剪切盒和下剪切盒可形成不同尺寸的長方體空腔，以便對更多尺度的方形巖體結構面試樣進行直接剪切試驗;通過螺栓裝置在長方體空腔內(nèi)部安裝方形套筒即可完成圓柱形結構面試樣的直接剪切試驗，從而實現(xiàn)了對不同尺寸、不同類型的巖體結構面試樣進行直接剪切試驗以達到不同的研究目的。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明一種優(yōu)選實施例中剪切外盒的結構示意圖；
圖2為本發(fā)明一種優(yōu)選實施例中U形板的結構示意圖；
圖3為本發(fā)明一種優(yōu)選實施例中剪切外盒、U形板組合的結構示意圖；
圖4為本發(fā)明一種優(yōu)選實施例中左右豎板和前后豎板的結構示意圖；
圖5為本發(fā)明一種優(yōu)選實施例中剪切外盒、U形板、左右豎板和前后豎板組合的結構示意圖；
圖6為本發(fā)明一種優(yōu)選實施例中U形板的結構示意圖；
圖7為圖5和圖6組合的結構示意圖；
圖8為本發(fā)明一種優(yōu)選實施例中左右豎板和前后豎板的結構示意圖；
圖9為圖7和圖8組合的結構示意圖；
圖10為本發(fā)明一種優(yōu)選實施例中U形板的結構示意圖；
圖11為圖9和圖10組合的結構示意圖；
圖12為本發(fā)明一種優(yōu)選實施例中左右豎板和前后豎板的結構示意圖；
圖13為圖11和圖12組合的結構示意圖；
圖14為本發(fā)明一種優(yōu)選實施例中U形板的結構示意圖；
圖15為圖13和圖14組合的結構示意圖；
圖16為本發(fā)明一種優(yōu)選實施例中方形套筒的結構示意圖；
圖17為圖13和圖16組合的結構示意圖；
圖中:(a)主視圖；(b)側視圖；(c)俯視圖；
1-上剪切盒；2-下剪切盒；3-剪切外盒;4-U形板；5-左右豎板;6-前后豎板;7-方形套筒O
【具體實施方式】
[0013]
為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0014]如圖1-圖5所示，本發(fā)明實施例提供了一種巖體結構面剪切性能測試系統(tǒng)的剪切盒，包括上剪切盒I和下剪切盒2，所述上剪切盒I和所述下剪切盒2均為由剪切外盒3、U形板
4、左右豎板5和前后豎板6通過螺栓連接固定構成的第一半開放長方體空腔。
[0015]優(yōu)選地，所述剪切外盒3包括第一左右側壁、第一前后側壁和第一底板，第一左右側壁、第一前后側壁和第一底板構成半開放長方體空腔，且第一前后側壁的高度小于第一左右側壁的高度，便于觀察攝錄剪切破壞過程，所述U形板4包括第二底板和第二左右側壁，第二底板外部與第一底板內(nèi)部接觸，所述第一前后側壁、第二底板和第二左右側壁通過螺栓連接固定構成第二半開放長方體空腔，第二左右側壁端部與第一左右側壁端部齊平，所述左右豎板5分別與第二左右側壁和第二底板接觸，第一前后側壁與所述左右豎板5通過螺栓連接固定構成第三半開放長方體空腔，所述左右豎板5的端部與第二左右側壁端部齊平，第一前后側壁與所述前后豎板6通過螺栓連接固定，所述左右豎板5與所述前后豎板6構成第四半開放長方體空腔，所述前后豎板6的端部低于所述第一前后側壁端部，巖體結構面試樣位于上剪切盒I和下剪切盒2形成的長方體空腔內(nèi)。
[0016]U形板4、左右豎板5和前后豎板6均包括多種尺寸，如圖6、圖8、圖10、圖12、圖14所示;通過螺栓裝置拆裝不同尺寸的U形板4、左右豎板5和前后豎板6，上剪切盒I和下剪切盒2可形成不同尺寸的長方體空腔，以便完成更多尺度的方形巖體結構面試樣的直接剪切試驗，如圖7、圖9、圖11、圖13、圖15所示。
[0017]參考圖16和圖17，為了達到不同的研究目的，在如圖13所示的長方體空腔內(nèi)部，通過螺栓裝置安裝方形套筒7，即可對圓柱形結構面試樣進行直接剪切試驗。
[0018]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種巖體結構面剪切性能測試系統(tǒng)的剪切盒，包括上剪切盒(I)和下剪切盒(2)，其特征在于，所述上剪切盒(I)和所述下剪切盒(2)均為由剪切外盒(3)、U形板(4)、左右豎板(5)和前后豎板(6)通過螺栓連接固定構成的第一半開放長方體空腔。2.如權利要求1所述的一種巖體結構面剪切性能測試系統(tǒng)的剪切盒，其特征在于，所述剪切外盒(3)包括第一左右側壁、第一前后側壁和第一底板，第一左右側壁、第一前后側壁和第一底板構成半開放長方體空腔，且第一前后側壁的高度小于第一左右側壁的高度，所述U形板(4)包括第二底板和第二左右側壁，第二底板外部與第一底板內(nèi)部接觸，所述第一前后側壁、第二底板和第二左右側壁通過螺栓連接固定構成第二半開放長方體空腔，第二左右側壁端部與第一左右側壁端部齊平，所述左右豎板(5)分別與第二左右側壁和第二底板接觸，第一前后側壁與所述左右豎板(5)通過螺栓連接固定構成第三半開放長方體空腔，所述左右豎板(5)的端部與第二左右側壁端部齊平，第一前后側壁與所述前后豎板(6)通過螺栓連接固定，所述左右豎板(5)與所述前后豎板(6)構成第四半開放長方體空腔，所述前后豎板(6)的端部低于所述第一前后側壁端部。3.如權利要求1所述的一種巖體結構面剪切性能測試系統(tǒng)的剪切盒，其特征在于，所述第一半開放長方體空腔的內(nèi)底面尺寸與第二半開放長方體空腔外底面尺寸相同。4.如權利要求1所述的一種巖體結構面剪切性能測試系統(tǒng)的剪切盒，其特征在于，所述左右豎板(5)的尺寸與第二半開放長方體空腔的左右內(nèi)側壁尺寸相同。5.如權利要求1所述的一種巖體結構面剪切性能測試系統(tǒng)的剪切盒，其特征在于，所述前后豎板(6)、左右豎板(5)和U形板(4)均具有各種不同尺寸，以滿足不同尺寸、不同類型巖體結構面試樣的直接剪切試驗要求。
【文檔編號】G01N3/24GK105865942SQ201610348937
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月24日
【發(fā)明人】鄭博文, 祁生文, 張世殊, 郭松峰, 馬東輝, 馬金根, 冉從彥, 石定國
【申請人】中國科學院地質與地球物理研究所