【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩土工程
,具体涉及一种现场岩体拉剪试验系统及方法。
技术介绍
在横坐标为正应力、纵坐标为剪应力的平面直角坐标系中,岩体的强度包络线可被划分为3个区段:其一是正应力为拉应力的区段(第1区段),其二是正应力为压应力且压应力相对较低的区段(第2区段),其三是正应力为压应力且压应力相对较高的区段(第3区段)。第2区段内岩体的强度包络线一般具有较好的线性特征,目前的岩体抗剪强度试验主要集中在这一区段。第3区段内岩体的强度包络线通常呈现出明显的非线性特征,结合高应力区岩体工程研究的需要,目前对该区段岩体的抗剪强度特征也开展了一些研究。但是,对于岩体在第1区段内的抗拉强度特征、拉剪强度特征,由于缺乏有效的试验研究方法,特别是缺乏现场大尺度岩体拉剪试验方法,目前认识水平还很低,远不能满足岩体工程实践的需要。工程岩体所赋存的应力环境复杂,部分工程岩体可能处于拉或拉剪应力状态。特别是当岩体所处初始应力水平较高,如深埋地下洞室工程岩体、高陡边坡工程岩体、高坝坝基岩体等,在开挖强卸荷、局部应力集中、应力重分布等因素影响下,相当部分岩体的应力状态都将处于单轴拉伸或拉剪应力状态。由于岩体的抗拉强度远低于抗压强度,拉剪强度也不同于压剪强度,实际岩体工程中拉应力出现的部位往往也是最容易发生破坏的部位,是威胁岩体工程安全的关键部位。对拉应力区岩体强度特性认识不够深入,极大影响了岩体工程稳定性分析、岩体工程安全评价的客观性和准确性。目前针对完整岩石在室内开展了一些拉应力区岩石强度特性试验研究。由于岩体结构的复杂性和岩体力学特性的尺度效应,室内完整岩石的试验成果不能代表 ...
【技术保护点】
一种现场岩体拉剪试验系统,其特征在于:它包括拉应力施加单元和剪应力施加单元,其中,拉应力施加单元包括左条形垫块(2)、左拉应力施加千斤顶(3)、左垫板(4)、左传力柱(5)、左混凝土后座(6)、右条形垫块(2.1)、右拉应力施加千斤顶(3.1)、右垫板(4.1)、右传力柱(5.1)、右混凝土后座(6.1),所述左拉应力施加千斤顶(3)的缸体通过左垫板(4)与左传力柱(5)的一端连接,左传力柱(5)的另一端通过另一个左垫板(4)与左混凝土后座(6)的一端连接,左混凝土后座(6)的另一端与基岩(7)固定连接,左拉应力施加千斤顶(3)的活塞杆与左条形垫块(2)的底座连接,左条形垫块(2)的顶面能与试样(1)的左侧拉应力荷载加载面接触;所述右拉应力施加千斤顶(3.1)的缸体通过右垫板(4.1)与右传力柱(5.1)的一端连接,右传力柱(5.1)的另一端通过另一个右垫板(4.1)与右混凝土后座(6.1)的一端连接,右混凝土后座(6.1)的另一端与基岩(7)固定连接,右拉应力施加千斤顶(3.1)的活塞杆与右条形垫块(2.1)的底座连接,右条形垫块(2.1)的顶面能与试样(1)的右侧拉应力荷载加载面接 ...
【技术特征摘要】
1.一种现场岩体拉剪试验系统,其特征在于:它包括拉应力施加单元和剪应力施加单元,其中,拉应力施加单元包括左条形垫块(2)、左拉应力施加千斤顶(3)、左垫板(4)、左传力柱(5)、左混凝土后座(6)、右条形垫块(2.1)、右拉应力施加千斤顶(3.1)、右垫板(4.1)、右传力柱(5.1)、右混凝土后座(6.1),所述左拉应力施加千斤顶(3)的缸体通过左垫板(4)与左传力柱(5)的一端连接,左传力柱(5)的另一端通过另一个左垫板(4)与左混凝土后座(6)的一端连接,左混凝土后座(6)的另一端与基岩(7)固定连接,左拉应力施加千斤顶(3)的活塞杆与左条形垫块(2)的底座连接,左条形垫块(2)的顶面能与试样(1)的左侧拉应力荷载加载面接触;所述右拉应力施加千斤顶(3.1)的缸体通过右垫板(4.1)与右传力柱(5.1)的一端连接,右传力柱(5.1)的另一端通过另一个右垫板(4.1)与右混凝土后座(6.1)的一端连接,右混凝土后座(6.1)的另一端与基岩(7)固定连接,右拉应力施加千斤顶(3.1)的活塞杆与右条形垫块(2.1)的底座连接,右条形垫块(2.1)的顶面能与试样(1)的右侧拉应力荷载加载面接触;所述剪应力施加单元包括前侧剪应力施加千斤顶(3.2)、前侧垫板(4.2)、前侧传力柱(5.2)、前侧混凝土后座(6.2)、断面为矩形的条形垫块(8)和断面为梯形的条形垫块(9),其中,前侧剪应力施加千斤顶(3.2)的缸体通过前侧垫板(4.2)与前侧传力柱(5.2)的一端连接,前侧传力柱(5.2)的另一端通过另一个前侧垫板(4.2)与前侧混凝土后座(6.2)的一端连接,前侧混凝土后座(6.2)的另一端与基岩(7)固定连接,前侧剪应力施加千斤顶(3.2)的活塞杆与断面为梯形的条形垫块(9)的下底面连接,断面为梯形的条形垫块(9)的上底面连接断面为矩形的条形垫块(8)的一端,断面为矩形的条形垫块(8)的另一端能与试样(1)的剪切荷载加载面接触。2.根据权利要求1所述的现场岩体拉剪试验系统,其特征在于:所述左条形垫块(2)的断面为圆角三角形。3.根据权利要求2所述的现场岩体拉剪试验系统,其特征在于:所述右条形垫块(2.1)断面为圆角三角形。4.根据权利要求1所述的现场岩体拉剪试验系统,其特征在于:所述左条形垫块(2)的顶面与试样(1)左侧拉应力荷载加载面的接触形式为线接触,右条形垫块(2.1)的顶面与试样(1)右侧拉应力荷载加载面的接触形式为线接触,断面为矩形的条形垫块(8)的另一端与试样(1)的剪切荷载加载面的接触形式为条形接触。5.根据权利要求1所述的现场岩体拉剪试验系统,其特征在于:所述左条形垫块(2)传递到试样(1)左侧拉应力荷载加载面的荷载为线性分布荷载,右条形垫块(2.1)传递到试样(1)右侧拉应力荷载加载面的荷载为线性分布荷载,断面为矩形的条形垫块(8)传递到试样(1)剪切荷载加载面的荷载为条形分布荷载。6.一种利用权利要求1所述系统的现场岩体拉剪试验方法,其特征在于,它包括如下步骤:步骤1:制备试样(1);步骤2:在试样(1)的左侧拉应力荷载加载面和右侧拉应力荷载加载面安装所述拉应力施加单元,并使左条形垫块(2)与试样(1)左侧拉应力荷载加载面的接触线位于试样(1)...
【专利技术属性】
技术研发人员:张宜虎,周火明,邬爱清,陈冲,范雷,熊诗湖,王帅,钟作武,向欣,於汝山,王贤彪,唐爱松,庞正江,胡伟,
申请(专利权)人:长江水利委员会长江科学院,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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