本實(shí)用新型屬于巖土工程材料剪切強(qiáng)度測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種新型頁巖的層間蠕變剪切測試儀。

背景技術(shù)：

巖土工程材料層間蠕變剪切強(qiáng)度測定是描述巖土工程材料力學(xué)特性的重要參數(shù)之一，在巖土工程中，蠕變剪切破壞是巖土材料失效的一種主要的形式。雖然已有數(shù)種方法用于層間剪切強(qiáng)度的測試，但尚無統(tǒng)一的工程材料剪切強(qiáng)度測試方法及其相應(yīng)的測試裝置，并且都存在一定的問題。在測試斷面上能產(chǎn)生均勻分布的層間蠕變剪切應(yīng)力的試驗(yàn)方法至今還沒有確立。因而現(xiàn)如今在實(shí)驗(yàn)室對(duì)巖土工程材料剪切強(qiáng)度進(jìn)行測試時(shí)，均不同程度地存在測試標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、操作不方便、儀器制造工藝繁雜、測試結(jié)果不可靠等多種缺陷和不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有的技術(shù)中的不足，提供一種新型用于頁巖的層間蠕變剪切測試儀，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、使用操作簡單、制造工藝簡單、且測試結(jié)果穩(wěn)定可靠，能有效解決現(xiàn)有頁巖層間蠕變剪切強(qiáng)度測試方法存在的測試標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、操作不便、儀器制造工藝繁雜、測試結(jié)果不可靠等實(shí)際問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種頁巖層間蠕變剪切測試儀，其特征在于：包括用于支撐頁巖試件的底座、由上至下對(duì)頁巖試件中間試驗(yàn)節(jié)段循環(huán)加載的加載機(jī)構(gòu)、對(duì)呈水平布設(shè)的頁巖試件進(jìn)行固定的固定套、用于定位頁巖試件試驗(yàn)節(jié)段的定位機(jī)構(gòu)和對(duì)頁巖試件應(yīng)變進(jìn)行測量的測量裝置；

所述加載機(jī)構(gòu)包括砝碼、布設(shè)在頁巖試件中間試驗(yàn)節(jié)段頂部的砝碼座、固定連接在所述砝碼座上方且呈豎直布設(shè)的砝碼桿和固定安裝在所述砝碼桿頂端的蓋板；

所述固定套包括分別套裝在所述頁巖試件兩端的左側(cè)固定套和右側(cè)固定套，所述固定套水平布設(shè)在底座上；

所述定位機(jī)構(gòu)包括多個(gè)從左到右并排套裝在頁巖試件試驗(yàn)節(jié)段上的定位套，所述定位套水平布設(shè)在所述左側(cè)固定套和右側(cè)固定套之間，所述定位套的頂部為水平的施壓面。

上述一種頁巖層間蠕變剪切測試儀，其特征是：所述頁巖試件為呈水平布設(shè)的圓柱狀試件。

上述一種頁巖層間蠕變剪切測試儀，其特征是：所述左側(cè)固定套和右側(cè)固定套上均開有供所述頁巖試件穿過的圓形通孔，所述圓形通孔的直徑與頁巖試件的直徑相同；所述左側(cè)固定套和右側(cè)固定套結(jié)構(gòu)尺寸均相同，所述左側(cè)固定套和右側(cè)固定套均為中心開有圓形通孔的方形套。

上述一種頁巖層間蠕變剪切測試儀，其特征是：多個(gè)所述定位套均開設(shè)有供所述頁巖試件穿過的圓形通孔，所述圓形通孔的直徑與頁巖試件的直徑相同，多個(gè)所述定位套布設(shè)在同一水平面上，多個(gè)所述定位套的總寬度與所述左側(cè)固定套和右側(cè)固定套之間的距離相等，多個(gè)所述定位套的底部均高于所述左側(cè)固定套和右側(cè)固定套的底部，多個(gè)所述定位套的頂部均高于所述左側(cè)固定套和右側(cè)固定套的頂部,所述定位套為中心開有圓形通孔的方形套。

上述一種頁巖層間蠕變剪切測試儀，其特征是：所述定位套的厚度為0.1mm～10mm。

上述一種頁巖層間蠕變剪切測試儀，其特征是：所述砝碼座的寬度不小于多個(gè)所述定位套的總寬度。

上述一種頁巖層間蠕變剪切測試儀，其特征是：還包括水平布設(shè)的支撐臺(tái)面、固定安裝在所述支撐臺(tái)面的兩個(gè)立柱和固定連接在兩個(gè)所述立柱頂端的橫梁，所述橫梁呈水平布設(shè)。

上述一種頁巖層間蠕變剪切測試儀，其特征是：所述底座水平固定在所述支撐臺(tái)面上，所述左側(cè)固定套和右側(cè)固定套的底部水平布設(shè)在所述底座上。

上述一種頁巖層間蠕變剪切測試儀，其特征是：所述砝碼桿為圓柱桿，所述橫梁上開設(shè)有供所述砝碼桿穿過的圓形通孔，所述圓形通孔的直徑大于砝碼桿橫截面的直徑。

上述一種頁巖層間蠕變剪切測試儀，其特征是：所述測量裝置為豎向布設(shè)的數(shù)顯百分表，所述數(shù)顯百分表固定安裝在所述橫梁上，所述數(shù)顯百分表的測頭與所述蓋板相配合。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

l、儀器結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便且投入成本低。

2、儀器制造工藝簡單快捷，便于投入大批量生產(chǎn)。

3、儀器適用于多種規(guī)格試件。左側(cè)固定套和右側(cè)固定套均設(shè)有供圓柱狀的頁巖試件穿過的圓形通孔，圓形通孔兩端沒有限位機(jī)構(gòu)，能夠測試不同長度的頁巖試件。

4、測試時(shí)通過增加砝碼控制加載壓力，測試水平穩(wěn)定較為理想且更加方便。

5、測試數(shù)據(jù)可靠且實(shí)驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定，通過數(shù)顯百分表記錄測試過程中頁巖試件的應(yīng)變，同時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集設(shè)備上進(jìn)行記錄和分析。

6、使用操作簡便且實(shí)用價(jià)值高，無污染，對(duì)周圍環(huán)境影響小，施力機(jī)構(gòu)通過增加砝碼的方式來實(shí)現(xiàn)，簡便、準(zhǔn)確。

7、使用效果好，本實(shí)用新型采用的加載方式為通過一個(gè)固定定位套對(duì)裝于定位套內(nèi)的試件兩側(cè)進(jìn)行水平限位固定，并通過施壓機(jī)構(gòu)對(duì)試件兩端(具體是固定定位套與定位套之間的結(jié)合部)施加動(dòng)態(tài)壓力，在一定的時(shí)間內(nèi)使頁巖試件層間產(chǎn)生位移，通過數(shù)顯百分表能夠讀取。

綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、使用操作簡便且測試結(jié)果穩(wěn)定可靠，操作方便、儀器制造工藝簡單、測試結(jié)果可靠穩(wěn)定。

下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的使用狀態(tài)圖。

圖2為本實(shí)用新型固定套的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型定位套的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實(shí)用新型數(shù)顯百分表和數(shù)據(jù)采集設(shè)備的連接框圖。

附圖標(biāo)記說明:

1—頁巖試件； 2-1—左側(cè)固定套； 2-2—右側(cè)固定套；

3—定位套； 4-1—上壓頭； 4-2—下壓頭；

5—砝碼； 6—砝碼桿； 7—數(shù)顯百分表；

8—蓋板； 9—數(shù)據(jù)采集設(shè)備； 10—橫梁；

11—立柱； 12—支撐臺(tái)面。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型包括用于支撐頁巖試件1的底座、由上至下對(duì)頁巖試件1中間試驗(yàn)節(jié)段循環(huán)加載的加載機(jī)構(gòu)、對(duì)呈水平布設(shè)的頁巖試件1進(jìn)行固定的固定套、用于定位頁巖試件試驗(yàn)節(jié)段的定位機(jī)構(gòu)和對(duì)頁巖試件1應(yīng)變進(jìn)行測量的測量裝置；

所述加載機(jī)構(gòu)包括砝碼5、布設(shè)在頁巖試件1中間試驗(yàn)節(jié)段頂部的砝碼座、固定連接在所述砝碼座上方且呈豎直布設(shè)的砝碼桿6和固定安裝在所述砝碼桿6頂端的蓋板8；

所述固定套包括分別套裝在所述頁巖試件1兩端的左側(cè)固定套2-1和右側(cè)固定套2-2，所述固定套水平布設(shè)在底座上；

所述定位機(jī)構(gòu)包括多個(gè)從左到右并排套裝在頁巖試件試驗(yàn)節(jié)段上的定位套3，所述定位套3水平布設(shè)在所述左側(cè)固定套2-1和右側(cè)固定套2-1之間，所述定位套3的頂部為水平的施壓面。

本實(shí)施例中，底座為固定不動(dòng)的下壓頭4-2，砝碼座為上壓頭4-1且為施壓元件。

實(shí)際使用時(shí)，采用砝碼5及砝碼桿6配合使用的加載裝置，持續(xù)對(duì)頁巖試件1進(jìn)行施壓加載，加載的壓力為砝碼5、砝碼桿6、蓋板8和上壓頭4-1的重力之和，砝碼桿6、蓋板8和上壓頭4-1的質(zhì)量固定且已知，能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)加載，操作方便。

本實(shí)施例中，所述頁巖試件1為呈水平布設(shè)的圓柱狀試件。

實(shí)際使用時(shí)，頁巖試件1的直徑為19mm～21mm，長度為65mm～75mm、95mm～105mm、140mm～l6Omm；優(yōu)選的，本實(shí)用新型中頁巖試件1的直徑為20mm，長度為100mm。

本實(shí)施例中，所述左側(cè)固定套2-1和右側(cè)固定套2-2上均開有供所述頁巖試件1穿過的圓形通孔，所述圓形通孔的直徑與頁巖試件1的直徑相同；如圖2所示，所述左側(cè)固定套2-1和右側(cè)固定套2-2結(jié)構(gòu)尺寸均相同，所述左側(cè)固定套2-1和右側(cè)固定套2-2均為中心開有圓形通孔的方形套。

實(shí)際使用時(shí)，圓形通孔兩端沒有限位機(jī)構(gòu)，能夠測試不同長度的頁巖試件1；

實(shí)際使用時(shí)，左側(cè)固定套2-1和右側(cè)固定套2-2的厚度均為30mm。

本實(shí)施例中，多個(gè)所述定位套3均開設(shè)有供所述頁巖試件1穿過的圓形通孔，所述圓形通孔的直徑與頁巖試件1的直徑相同，多個(gè)所述定位套3布設(shè)在同一水平面上，多個(gè)所述定位套3的總寬度與所述左側(cè)固定套2-1和右側(cè)固定套2-2之間的距離相等，多個(gè)所述定位套3的底部均高于所述左側(cè)固定套2-1和右側(cè)固定套2-2的底部，多個(gè)所述定位套3的頂部均高于所述左側(cè)固定套2-1和右側(cè)固定套2-2的頂部,如圖3所示，所述定位套3為中心開有圓形通孔的方形套。

本實(shí)施例中，所述定位套3的厚度為0.1mm～10mm。

實(shí)際使用時(shí)，可根據(jù)頁巖試件實(shí)驗(yàn)段的長度選用相應(yīng)數(shù)量和規(guī)格的定位套3，達(dá)到對(duì)頁巖試件試驗(yàn)段準(zhǔn)確定位的目的，當(dāng)試件的中間試驗(yàn)段長度是10.5mm時(shí)即選用一塊10mm、1塊0.2mm和1塊0.3mm的定位套3。

本實(shí)施例中，所述砝碼座的寬度不小于多個(gè)所述定位套3的總寬度。

本實(shí)施例中，還包括水平布設(shè)的支撐臺(tái)面12、固定安裝在所述支撐臺(tái)面12的兩個(gè)立柱11和固定連接在兩個(gè)所述立柱11頂端的橫梁10，所述橫梁10呈水平布設(shè)。

所述下壓頭4-2水平固定在所述支撐臺(tái)面12上，所述左側(cè)固定套2-1和右側(cè)固定套2-2的底部水平布設(shè)在所述底座4-2上。

本實(shí)施例中，所述底座水平固定在所述支撐臺(tái)面12上，所述左側(cè)固定套2-1和右側(cè)固定套2-2的底部水平布設(shè)在所述底座上。

本實(shí)施例中，所述砝碼桿6為圓柱桿，所述橫梁10上開設(shè)有供所述砝碼桿6穿過的圓形通孔，所述圓形通孔的直徑大于砝碼桿6橫截面的直徑，減小測試過程中砝碼桿6碰觸橫梁10對(duì)位移測量產(chǎn)生的誤差。

本實(shí)施例中，所述測量裝置為豎向布設(shè)的數(shù)顯百分表7，所述數(shù)顯百分表7固定安裝在所述橫梁10上，所述數(shù)顯百分表7的測頭與所述蓋板8相配合。隨著對(duì)頁巖試件1進(jìn)行加載，頁巖試件1層間產(chǎn)生位移，加載裝置隨之向下移動(dòng)，蓋板8帶動(dòng)數(shù)顯百分表7的測頭向下移動(dòng)，數(shù)顯百分表7能夠準(zhǔn)確靈敏的測得頁巖試件1的層間位移。

如圖4所示，本實(shí)用新型，數(shù)顯百分表7上設(shè)置有USB接口，通過USB線將測得的位移傳輸給數(shù)據(jù)采集設(shè)備9；

實(shí)際使用時(shí)，優(yōu)選的數(shù)據(jù)采集設(shè)備9是筆記本電腦。

本實(shí)用新型使用時(shí)，將頁巖試件1兩端用左側(cè)固定套2-1和右側(cè)固定套2-2固定、中間試驗(yàn)節(jié)段套裝定位機(jī)構(gòu)，將試件固定套水平放置在下壓頭4-2的頂部，將上壓頭4-1接觸定位機(jī)構(gòu)，通過砝碼5對(duì)頁巖試件1進(jìn)行加載，通過數(shù)顯百分表7和數(shù)據(jù)采集設(shè)備9對(duì)頁巖試件1的層間位移進(jìn)行記錄，到達(dá)預(yù)設(shè)時(shí)間后即可進(jìn)行新一輪的砝碼5加載，并做好記錄，直至完成頁巖層間蠕變剪切實(shí)驗(yàn)。

以上，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。