本發(fā)明屬于巖體力學(xué)特性試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于不同滑動(dòng)距離加載頭的試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

巖體的力學(xué)性能測(cè)試對(duì)于研究巖石體這一脆性介質(zhì)的特性及其工程應(yīng)用具有重要的意義。對(duì)于巖石類準(zhǔn)脆性材料，力學(xué)性能是決定巖體工程穩(wěn)定性的重要因素。特別涉及到用于巖石力學(xué)性能測(cè)試的試驗(yàn)裝置，其不同的加載方式?jīng)Q定了巖石樣品所受到的不同外加載荷及不同的力學(xué)響應(yīng)。

現(xiàn)有用于巖體力學(xué)性能測(cè)試的裝置，其測(cè)量的對(duì)象為較小尺度下(厘米級(jí)尺度)的巖體，其測(cè)得的力學(xué)性能反映了該尺度下的巖體力學(xué)特性，由于固體介質(zhì)的尺度律影響，并不能測(cè)定較大尺度下(米級(jí)尺度)的裂隙巖體，將其運(yùn)用于工程上時(shí)并不準(zhǔn)確，影響測(cè)量結(jié)果實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)性。另外，現(xiàn)有測(cè)試裝置針對(duì)的測(cè)量對(duì)象往往是從工程現(xiàn)場(chǎng)鉆取出來的巖體，通過在試驗(yàn)室加工，成為符合室內(nèi)試驗(yàn)要求的巖石樣品，采用此種巖石樣品，得到的測(cè)試數(shù)據(jù)具有一定的局限性。

準(zhǔn)確有效的加載方式能夠使巖石試驗(yàn)測(cè)試得到的數(shù)據(jù)更有實(shí)際意義，因此，如何在不同滑動(dòng)距離實(shí)現(xiàn)較大尺寸巖石的有效加載，進(jìn)而獲得其力學(xué)特性是亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題為：現(xiàn)有技術(shù)中的巖體力學(xué)特性試驗(yàn)裝置難以實(shí)現(xiàn)不同滑動(dòng)距離下巖體、尤其是較大尺寸巖體的有效加載。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述：

一種用于不同滑動(dòng)距離加載頭的試驗(yàn)裝置，包括上壓板、下壓板和滑動(dòng)距離調(diào)節(jié)組件：下壓板設(shè)置于上壓板下方，待測(cè)巖體樣品位于下壓板下方，滑動(dòng)距離調(diào)節(jié)組件設(shè)置于上壓板與上壓板之間；上壓板上方設(shè)置有加載頭，試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)加載頭與上壓板上表面相接觸，將載荷傳遞至待測(cè)巖體樣品；滑動(dòng)距離調(diào)節(jié)組件調(diào)節(jié)待測(cè)巖體樣品的位置，使加載頭施加的載荷能夠均勻傳遞至待測(cè)巖體樣品。

作為優(yōu)選方案：所述滑動(dòng)距離調(diào)節(jié)組件對(duì)待測(cè)巖體樣品進(jìn)行位置微調(diào)，滑動(dòng)距離調(diào)節(jié)組件包括水平上滑道、水平下滑道、豎直左滑道和豎直右滑道：水平上滑道和水平下滑道能夠使待測(cè)巖體樣品左右滑動(dòng)，豎直左滑道和豎直右滑道能夠使待測(cè)巖體樣品前后滑動(dòng)。

作為優(yōu)選方案：所述上壓板上表面對(duì)應(yīng)于加載頭的位置設(shè)有與加載頭外形相匹配的凹槽，當(dāng)加載頭與上壓板相接觸時(shí)，加載頭固定在所述凹槽內(nèi)。當(dāng)加載頭為球形加載頭時(shí)，所述上壓板上表面對(duì)應(yīng)于球形加載頭的位置設(shè)有與球形加載頭外形相匹配的弧面凹槽，當(dāng)球形加載頭與上壓板相接觸時(shí)，球形加載頭固定在弧面凹槽內(nèi)。

作為優(yōu)選方案：所述上壓板和下壓板尺寸相同，優(yōu)選采用不銹鋼材質(zhì)。

本發(fā)明的有益效果為：

(1)本發(fā)明的一種用于不同滑動(dòng)距離加載頭的試驗(yàn)裝置，通過滑道的滑動(dòng)調(diào)整，使巖體樣品均勻受力，能夠模擬天然巖體的真實(shí)受力情況；

(2)本發(fā)明的一種用于不同滑動(dòng)距離加載頭的試驗(yàn)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)各種尺度巖體、尤其是米級(jí)尺度大尺寸巖體的力學(xué)性能測(cè)試；

(3)本發(fā)明的一種用于不同滑動(dòng)距離加載頭的試驗(yàn)裝置，通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)獲得加載過程中巖體的作用力數(shù)據(jù)及變形數(shù)據(jù)等力學(xué)特性參數(shù)；

(4)本發(fā)明的一種用于不同滑動(dòng)距離加載頭的試驗(yàn)裝置，操作方便、測(cè) 量便捷，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種用于不同滑動(dòng)距離加載頭的試驗(yàn)裝置俯視剖面圖；

圖2為本發(fā)明的一種用于不同滑動(dòng)距離加載頭的試驗(yàn)裝置側(cè)視圖。

圖中，1-上壓板、2-凹槽、3-水平上滑道、4-水平下滑道、5-豎直左滑道、6-豎直右滑道、7-下壓板、8-待測(cè)巖石樣品。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種用于不同滑動(dòng)距離加載頭的試驗(yàn)裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

本實(shí)施例中的一種用于不同滑動(dòng)距離加載頭的試驗(yàn)裝置，包括上壓板1、下壓板7和滑動(dòng)距離調(diào)節(jié)組件：下壓板7設(shè)置于上壓板1下方，待測(cè)巖體樣品8位于下壓板7下方，滑動(dòng)距離調(diào)節(jié)組件設(shè)置于上壓板1與上壓板1之間。上壓板1上方設(shè)置有加載頭，試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)，加載頭與上壓板1上表面相接觸，將載荷傳遞至待測(cè)巖體樣品8。滑動(dòng)距離調(diào)節(jié)組件能夠調(diào)節(jié)待測(cè)巖體樣品8的位置，使加載頭施加的載荷能夠均勻傳遞至待測(cè)巖體樣品8，即保證待測(cè)巖體樣品8得到均勻受力。

本實(shí)施例中的滑動(dòng)距離調(diào)節(jié)組件對(duì)待測(cè)巖體樣品8進(jìn)行位置微調(diào)：滑動(dòng)距離調(diào)節(jié)組件與下壓板7相接觸，兩者均為剛性材料，兩者之間的摩擦力較小；同時(shí)，下壓板7與待測(cè)巖體樣品8相接觸，兩者為巖石與鋼材的接觸，兩者之間的摩擦力非常大，難以發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，可以認(rèn)為下壓板7與巖體樣品為一整體；當(dāng)滑動(dòng)距離組件滑動(dòng)時(shí)，下壓板7隨之發(fā)生滑動(dòng)，進(jìn)而連帶待測(cè)巖體樣品8發(fā)生滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)距離調(diào)節(jié)組件調(diào)節(jié)待測(cè)巖體樣品8位置的功能。本實(shí)施例中的滑動(dòng)距離調(diào)節(jié)組件包括水平上滑道3、水平下滑道4、豎直左滑道5和豎直右滑道6：水平上滑道3和水平下滑道4能夠使待測(cè)巖體 樣品8左右滑動(dòng)，豎直左滑道5和豎直右滑道6能夠使待測(cè)巖體樣品8前后滑動(dòng)。通過滑動(dòng)距離調(diào)節(jié)組件使上壓板1受到的載荷均勻傳遞至待測(cè)巖體樣品8。

本實(shí)施例中的用于不同滑動(dòng)距離加載頭的試驗(yàn)裝置的使用方法如下所述：通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，操控加載頭與上壓板1接觸，使加載頭施加的載荷經(jīng)上壓板1、滑動(dòng)距離調(diào)節(jié)組件、下壓板7傳遞至待測(cè)巖體樣品8上，通過調(diào)整滑動(dòng)距離調(diào)節(jié)組件，使待測(cè)巖體樣品8均勻受力；通過計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用現(xiàn)有技術(shù)獲取待測(cè)巖體樣品8的作用力數(shù)據(jù)、巖體變形數(shù)據(jù)等力學(xué)特性試驗(yàn)參數(shù)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于：

所述上壓板1上表面對(duì)應(yīng)于加載頭的位置設(shè)有與加載頭外形相匹配的凹槽2，當(dāng)加載頭與上壓板1相接觸時(shí)，加載頭固定在所述凹槽2內(nèi)。具體而言，當(dāng)加載頭為球形加載頭時(shí)，所述上壓板1上表面對(duì)應(yīng)于球形加載頭的位置設(shè)有與球形加載頭外形相匹配的弧面凹槽2，當(dāng)球形加載頭與上壓板1相接觸時(shí)，球形加載頭固定在弧面凹槽2內(nèi)。

實(shí)施例3

本實(shí)施例與上述兩個(gè)實(shí)施例的區(qū)別在于：

所述上壓板1和下壓板7尺寸相同，且均采用不銹鋼材質(zhì)。