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原文传递非均布法向荷载结构面直剪试验方法及辅助加载装置

专利名称：	非均布法向荷载结构面直剪试验方法及辅助加载装置
摘要：	本发明公开了一种非均布法向荷载结构面直剪试验方法及辅助加载装置，方法为，首先确定荷载的分布形式，其次根据荷载的分布形式确定加载用刚性压条的刚度分布序列，然后根据刚度分布选定不同刚度的刚性压条，接着将各刚性压条按刚度分布序列排序，再由排序后各刚性压条所承受的法向荷载σi确定加载设备所需施加的法向荷载值σ，再测量节理面粗糙度系数(JRC)、节理的单轴抗压强度值(JCS)和节理面的摩擦角，确定节理剪切强度经验(JRC‑JCS)模型公式，最后在整个节理面上的法向应力区间内对JRC‑JCS模型进行积分即可得到非均布法向载荷作用下结构面剪切强度。辅助加载装置利用不同刚度的刚性压条在相同变形时受力不同的原理，将法向荷载转化为非均布荷载。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	中南大学
发明人：	林杭;杨横涛;曹日红;王虎;雷大星;陈怡帆
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-29T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910356014.X
公开号：	CN110044731A
代理机构：	长沙永星专利商标事务所(普通合伙)
代理人：	邓淑红
分类号：	G01N3/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	410083 湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号
主权项：	1.一种非均布法向荷载结构面直剪试验方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤一、确定荷载的分布形式；步骤二、根据荷载的分布形式确定加载用刚性压条的刚度分布序列；步骤三、根据刚度分布选定不同刚度的刚性压条，并将各刚性压条按刚度分布序列排序；步骤四、由排序后各刚性压条所承受的法向荷载σi确定加载设备所需施加的法向荷载值σ；步骤五、测量节理面粗糙度系数(JRC)、节理的单轴抗压强度值(JCS)和节理面的摩擦角，确定节理剪切强度经验(JRC-JCS)模型公式；步骤六、在整个节理面上的法向应力区间内，对JRC-JCS模型进行积分即可得到非均布法向载荷作用下结构面剪切强度。 2.如权利要求1所述的非均布法向荷载结构面直剪试验方法，其特征在于，在所述步骤二中，刚性压条自身刚度与所承受荷载之间的关系为：其中n为刚性压条数量，σ1、σ2、σ3...σn为根据步骤一中荷载分布确定的不同刚性压条所承担的载荷值，k1、k2、k3...kn为不同刚性压条的刚度值。 3.如权利要求1所述的非均布法向荷载结构面直剪试验方法，其特征在于，在所述步骤二中，选定刚性压条时，刚性压条抗压强度不小于所需承受荷载的两倍。 4.如权利要求1所述的非均布法向荷载结构面直剪试验方法，其特征在于，在所述步骤三中，刚性压条为长方体条，粗糙度不大于Ra0.40，尺寸误差不大于最小边的1％，各刚性压条按刚度从大到小的顺序依次排列。 5.如权利要求1所述的非均布法向荷载结构面直剪试验方法，其特征在于，在所述步骤四中，加载设备所需施加的法向荷载值σ与各刚性压条所承受的法向荷载σi之间的关系为： 6.如权利要求1所述的非均布法向荷载结构面直剪试验方法，其特征在于，在所述步骤五中，JRC-JCS模型的表达式为：其中τ为剪应力，σ为法向应力，JRC为节理面粗糙度系数，σc为节理面单轴抗压强度，φb为节理面摩擦角。 7.一种用于权利要求1所述非均布法向荷载结构面直剪试验方法的辅助加载装置，其特征在于：它包括加载框和刚性压条，加载框为矩型框，包括一对夹板和一对侧板；夹板套于侧板上，两夹板的相对位置可调；刚性压条为长方体刚性压条，各刚性压条并列均布于两侧板之间通过夹板夹紧。 8.如权利要求7所述的辅助加载装置，其特征在于：所述夹板的长度方向两端均设有条形槽，条形槽外设有通孔；侧板上沿板长方向设有一排定位孔；夹板以其条形槽套于侧板两端通过穿过定位孔的定位销定位，一对夹板通过穿过通孔的螺杆配合螺母锁紧。
所属类别：	发明专利