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原文传递一种岩石三轴直接剪切实验装置和方法

专利名称：	一种岩石三轴直接剪切实验装置和方法
摘要：	一种岩石三轴直接剪切实验装置和方法，其装置包括围压平衡剪切机构和软质试样密封套,试样的两端均固定有围压平衡剪切机构,软质试样密封套套设于试样及其两端的围压平衡剪切机构的外侧,围压平衡剪切机构包括剪切基座,剪切基座与试样端部的一侧接触,剪切基座、试样端部的另一侧和软质试样密封套之间成形腔室，腔室内设置有与腔室形状相适配的弹性空腔体，剪切基座上开设有平衡管路，平衡管路的一端与弹性空腔体内部的空腔连通，平衡管路的另一端与软质试样密封套外部连通，两个围压平衡剪切机构反向设置；本发明在试样外周和端部施加可自平衡的围压，同时对试样进行剪切实验，实现了对深部工程岩体剪切力学行为的评估实验，降低了实验误差。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	辽宁;21
申请人：	东北大学
发明人：	刘造保;邵建富;张超;谢守益;沈挽青;蔡力聪
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910341635.0
公开号：	CN110044730A
代理机构：	沈阳东大知识产权代理有限公司
代理人：	李运萍
分类号：	G01N3/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	110819 辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号
主权项：	1.一种岩石三轴直接剪切实验装置，其特征在于，包括围压自平衡剪切部件和软质试样密封套,待测试样的两端分别设置有围压自平衡剪切部件,软质试样密封套套设于待测试样及其两端的围压自平衡剪切部件的外侧，所述围压自平衡剪切部件包括剪切基座、金属垫板以及围压自平衡体,所述的剪切基座与待测试样端面的轴线一侧平面接触,接触面积为试样端部面积的1/2，剪切基座上开设有一直角弯导孔，所述围压自平衡体为一端设置有引出管路的薄壁空腔体，其引出管路通过剪切基座上设置的导孔与待测试样外部连通，所述金属垫板为一薄片金属板，其横截面为待测试样横截面的1/2，围压自平衡体的侧面与剪切基座紧密贴合接触，围压自平衡体的底面与待测试样端面的轴线另一侧通过金属垫片紧密贴合接触，两个围压自平衡剪切部件以待测试样的中心为中心反对称设置。 2.根据权利要求1所述的一种岩石三轴直接剪切实验装置，其特征在于，围压自平衡体的引出管路与剪切基座上的导孔的连接处设置有密封圈。 3.根据权利要求1所述的一种岩石三轴直接剪切实验装置，其特征在于，所述软质试样密封套和围压自平衡体均采用柔性材质制成。 4.根据权利要求3所述的一种岩石三轴直接剪切实验装置，其特征在于，所述软质试样密封套和围压自平衡体均采用橡胶材质制成。 5.一种岩石三轴直接剪切实验方法，采用如权利要求1至4中任意一项所述的一种岩石三轴直接剪切实验装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将围压自平衡体的引出管路插入到剪切基座上的导孔内，放置金属垫板于待测试样表面，将剪切基座、围压自平衡体、金属垫片和待测试样相互位置固定，将软质试样密封套套设于待测试样及其两端的围压自平衡部件的外侧，并保证剪切基座上的导孔不被软质试样密封套覆盖，并在软质密封套的两个末端外侧用箍环箍紧，使得软质试样密封套与剪切基座紧密贴合，将安装好的含待测试样的剪切实验装置放置于普通三轴实验装置的待测试样放置处；步骤2、在整个实验装置外部利用液压油施加围压，围压数值可等于待测试岩石所处原位地应力的平均值，一方面液压油通过软质试样密封套向试样外周施加侧向压力，并通过剪切基座向试样端部轴线一侧施加轴向压力，另一方面液压油通过剪切基座上的导孔进入围压自平衡体内部，通过围压自平衡体向试样两端施加等值于径向围压的轴向围压；步骤3、维持围压数值恒定，在两个剪切基座上同时逐步施加轴向剪切力直至试样破坏，并记录试样破坏过程中的剪切力和变形，即得到试样三轴剪切破坏过程的应力应变曲线，并获取试样的三轴剪切强度。
所属类别：	发明专利