一种岩体结构面剪切性能测试系统的剪切盒技术方案

本发明专利技术公开了一种岩体结构面剪切性能测试系统的剪切盒，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为由剪切外盒、U形板、左右竖板和前后竖板通过螺栓连接固定构成的第一半开放长方体空腔。本发明专利技术通过螺栓装置拆装不同尺寸的U形板、左右竖板和前后竖板，从而使得上剪切盒和下剪切盒可形成不同尺寸的长方体空腔，以便对更多尺度的方形岩体结构面试样进行直接剪切试验；通过螺栓装置在长方体空腔内部安装方形套筒即可完成圆柱形岩体结构面试样的直接剪切试验，从而实现了对不同尺寸、不同类型的岩体结构面试样进行直接剪切试验以达到不同的研究目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩体力学室内实验领域，具体涉及一种岩体结构面剪切性能测试系统的剪切盒。
技术介绍
岩体由结构体和结构面组成，结构面的力学性质主要表现在法向变形、剪切变形和抗剪强度三方面。在低应力区，工程岩体失稳主要表现在岩体沿结构面发生剪切变形破坏，因此常用岩体结构面抗剪强度作为评价工程岩体稳定性的重要指标。岩体力学室内试验是研究结构面变形和强度特性的重要途径。其中，直接剪切试验方便控制加载路径，易于获得法向参数和剪切参数，是认识结构面剪切行为的首选试验方法。岩体结构面的抗剪强度具有明显的尺寸效应，由于目前直剪试验仪剪切盒尺寸的限制，结构面剪切强度的尺寸效应研究尚不完善，结构面抗剪强度的尺寸效应的稳定阈值还未可知，结构面动态抗剪强度的尺寸效应研究仍属空白，加强结构面抗剪强度的尺寸效应研究对于获取结构面抗剪强度参数和评价岩体工程稳定性具有重要意义。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种岩体结构面剪切性能测试系统的剪切盒，该剪切盒的结构设计能够用来对不同尺寸、不同类型的岩体结构面试样进行直接剪切试验。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种岩体结构面剪切性能测试系统的剪切盒，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为由剪切外盒、U形板、左右竖板和前后竖板通过螺栓连接固定构成的第一半开放长方体空腔。优选地，所述剪切外盒包括第一左右侧壁、第一前后侧壁和第一底板，第一左右侧壁、第一前后侧壁和第一底板构成半开放长方体空腔，且第一前后侧壁的高度小于第一左右侧壁的高度，便于观察摄录剪切破坏过程，所述U形板包括第二底板和第二左右侧壁，第二底板外部与第一底板内部接触，所述第一前后侧壁、第二底板和第二左右侧壁通过螺栓连接固定构成第二半开放长方体空腔，第二左右侧壁端部与第一左右侧壁端部齐平，所述左右竖板分别与第二左右侧壁和第二底板接触，第一前后侧壁与所述左右竖板通过螺栓连接固定构成第三半开放长方体空腔，所述左右竖板的端部与第二左右侧壁端部齐平，第一前后侧壁与所述前后竖板通过螺栓连接固定，所述左右竖板与所述前后竖板构成第四半开放长方体空腔，所述前后竖板的端部低于所述第一前后侧壁端部。优选地，所述第一半开放长方体空腔的内底面尺寸与第二半开放长方体空腔外底面尺寸相同。优选地，所述左右竖板的尺寸与第二半开放长方体空腔的左右内侧壁尺寸相同。优选地，所述前后竖板、左右竖板和U形板均具有各种不同尺寸，以满足不同尺寸、不同类型岩体结构面试样的直接剪切试验要求。本专利技术具有以下有益效果：通过螺栓装置拆装不同尺寸的U形板、左右竖板和前后竖板，从而使得上剪切盒和下剪切盒可形成不同尺寸的长方体空腔，以便对更多尺度的方形岩体结构面试样进行直接剪切试验；通过螺栓装置在长方体空腔内部安装方形套筒即可完成圆柱形结构面试样的直接剪切试验，从而实现了对不同尺寸、不同类型的岩体结构面试样进行直接剪切试验以达到不同的研究目的。附图说明图1为本专利技术一种优选实施例中剪切外盒的结构示意图；图2为本专利技术一种优选实施例中U形板的结构示意图；图3为本专利技术一种优选实施例中剪切外盒、U形板组合的结构示意图；图4为本专利技术一种优选实施例中左右竖板和前后竖板的结构示意图；图5为本专利技术一种优选实施例中剪切外盒、U形板、左右竖板和前后竖板组合的结构示意图；图6为本专利技术一种优选实施例中U形板的结构示意图；图7为图5和图6组合的结构示意图；图8为本专利技术一种优选实施例中左右竖板和前后竖板的结构示意图；图9为图7和图8组合的结构示意图；图10为本专利技术一种优选实施例中U形板的结构示意图；图11为图9和图10组合的结构示意图；图12为本专利技术一种优选实施例中左右竖板和前后竖板的结构示意图；图13为图11和图12组合的结构示意图；图14为本专利技术一种优选实施例中U形板的结构示意图；图15为图13和图14组合的结构示意图；图16为本专利技术一种优选实施例中方形套筒的结构示意图；图17为图13和图16组合的结构示意图；图中：（a）主视图；（b）侧视图；（c）俯视图；1-上剪切盒；2-下剪切盒；3-剪切外盒；4-U形板；5-左右竖板；6-前后竖板；7-方形套筒。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1-图5所示，本专利技术实施例提供了一种岩体结构面剪切性能测试系统的剪切盒，包括上剪切盒1和下剪切盒2，所述上剪切盒1和所述下剪切盒2均为由剪切外盒3、U形板4、左右竖板5和前后竖板6通过螺栓连接固定构成的第一半开放长方体空腔。优选地，所述剪切外盒3包括第一左右侧壁、第一前后侧壁和第一底板，第一左右侧壁、第一前后侧壁和第一底板构成半开放长方体空腔，且第一前后侧壁的高度小于第一左右侧壁的高度，便于观察摄录剪切破坏过程，所述U形板4包括第二底板和第二左右侧壁，第二底板外部与第一底板内部接触，所述第一前后侧壁、第二底板和第二左右侧壁通过螺栓连接固定构成第二半开放长方体空腔，第二左右侧壁端部与第一左右侧壁端部齐平，所述左右竖板5分别与第二左右侧壁和第二底板接触，第一前后侧壁与所述左右竖板5通过螺栓连接固定构成第三半开放长方体空腔，所述左右竖板5的端部与第二左右侧壁端部齐平，第一前后侧壁与所述前后竖板6通过螺栓连接固定，所述左右竖板5与所述前后竖板6构成第四半开放长方体空腔，所述前后竖板6的端部低于所述第一前后侧壁端部，岩体结构面试样位于上剪切盒1和下剪切盒2形成的长方体空腔内。U形板4、左右竖板5和前后竖板6均包括多种尺寸，如图6、图8、图10、图12、图14所示；通过螺栓装置拆装不同尺寸的U形板4、左右竖板5和前后竖板6，上剪切盒1和下剪切盒2可形成不同尺寸的长方体空腔，以便完成更多尺度的方形岩体结构面试样的直接剪切试验，如图7、图9、图11、图13、图15所示。参考图16和图17，为了达到不同的研究目的，在如图13所示的长方体空腔内部，通过螺栓装置安装方形套筒7，即可对圆柱形结构面试样进行直接剪切试验。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种岩体结构面剪切性能测试系统的剪切盒，包括上剪切盒（1）和下剪切盒（2），其特征在于，所述上剪切盒（1）和所述下剪切盒（2）均为由剪切外盒（3）、U形板（4）、左右竖板（5）和前后竖板（6）通过螺栓连接固定构成的第一半开放长方体空腔。

【技术特征摘要】
1.一种岩体结构面剪切性能测试系统的剪切盒，包括上剪切盒（1）和下剪切盒（2），其特征在于，所述上剪切盒（1）和所述下剪切盒（2）均为由剪切外盒（3）、U形板（4）、左右竖板（5）和前后竖板（6）通过螺栓连接固定构成的第一半开放长方体空腔。2.如权利要求1所述的一种岩体结构面剪切性能测试系统的剪切盒，其特征在于，所述剪切外盒（3）包括第一左右侧壁、第一前后侧壁和第一底板，第一左右侧壁、第一前后侧壁和第一底板构成半开放长方体空腔，且第一前后侧壁的高度小于第一左右侧壁的高度，所述U形板（4）包括第二底板和第二左右侧壁，第二底板外部与第一底板内部接触，所述第一前后侧壁、第二底板和第二左右侧壁通过螺栓连接固定构成第二半开放长方体空腔，第二左右侧壁端部与第一左右侧壁端部齐平，所述左右竖板（5）分别与第二左右侧壁和第二底板接触，第一前后侧壁与所述左右竖...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑博文，祁生文，张世殊，郭松峰，马东辉，马金根，冉从彦，石定国，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11