The invention discloses an in-situ testing device and method for testing shear strength and long-term creep deformation of rock samples. A testing platform is cut out in the area where the surrounding rock is located, and shear rock samples, flat surrounding rock surface and upper surrounding rock are arranged on the surrounding rock; the top of the flat surrounding rock surface is located at the side of the shear rock sample and horizontal shear box is arranged on the side of the shear rock sample; and the horizontal shear box and the side of the shear rock sample are arranged on the top of the flat surrounding rock surface. A horizontal shearing device is arranged between the walls; a vertical load loading box is arranged at the lower end surface of the upper surrounding rock; a vertical shearing device is arranged between the lower end surface of the vertical load loading box and the shearing rock sample; the horizontal shearing device and the vertical shearing device adopt the same structure, and their power sources are all made of expansive cement slurry. In-situ shear tests are carried out innovatively by using the self-expanding property of expansive agent as load source. Using the expansive force produced by expansive cement slurry, the expansive load is transmitted to the rock samples through the loading probe of dumbbell-shaped shear bar to determine the shear strength index on the specific shear plane of rock mass.
【技术实现步骤摘要】
一种测试岩样抗剪强度和长期蠕变变形的原位测试装置及方法
本专利技术涉及岩土工程中岩样在竖向荷载条件下岩石的原位剪切试验和直剪试验装置，具体是一种测试岩样抗剪强度和长期蠕变变形的原位测试装置及方法。
技术介绍
在压缩条件下岩石的剪切试验，是获得在不同法向压力下岩石的峰值抗剪强度和残余强度的基本方法，也是获取岩石的抗剪强度参数的一种重要手段。因此，在岩土工程中获得了广泛的应用，并开发了不同的压剪试验设备。常见的设备有应用于室内试验的大型直剪仪和应用于现场原位试验的小型便携式直剪仪。现有室内进行压剪试验的设备较为复杂，其中包括岩石试件的粘接、法向剪切力的加载方式对侧向变形的限制等，剪切面上受力不均匀，影响试验结果的准确性；且由于水平方向的试验距离受到仪器尺寸限制，直剪仪在检测过程中，能够试验的剪切位移的尺寸范围受到较大限制，不能提供较大尺寸的抗剪切试验数据。现场原位剪切试验是探求岩土体真实强度的一项必备试验，剪切试样尺寸大、扰动小，试验结果更具可靠性。常用的原位直剪仪主要由竖向压力系统、水平剪力系统以及数据采集系统所组成。由于现场试样尺寸大，维持试样所需的竖向载荷需要的...
【技术保护点】
1.一种测试岩样抗剪强度和长期蠕变变形的原位测试装置，其特征其在于：它包括需要进行剪切试验的围岩（1），所述围岩（1）所在区域切割出一个试验平台，在围岩（1）上设置有剪切岩样（2）、平整围岩面（3）和上部围岩（15）；所述平整围岩面（3）的顶部并位于剪切岩样（2）的侧边设置有水平剪切盒（4）；所述水平剪切盒（4）和剪切岩样（2）的侧壁之间设置有水平剪切装置；所述上部围岩（15）的下端面设置有竖向荷载加载盒（16），所述竖向荷载加载盒（16）的下端面和剪切岩样（2）之间设置有垂直剪切装置；所述水平剪切装置和垂直剪切装置采用相同的结构，其动力源都采用膨胀水泥浆（13）。
【技术特征摘要】
1.一种测试岩样抗剪强度和长期蠕变变形的原位测试装置，其特征其在于：它包括需要进行剪切试验的围岩（1），所述围岩（1）所在区域切割出一个试验平台，在围岩（1）上设置有剪切岩样（2）、平整围岩面（3）和上部围岩（15）；所述平整围岩面（3）的顶部并位于剪切岩样（2）的侧边设置有水平剪切盒（4）；所述水平剪切盒（4）和剪切岩样（2）的侧壁之间设置有水平剪切装置；所述上部围岩（15）的下端面设置有竖向荷载加载盒（16），所述竖向荷载加载盒（16）的下端面和剪切岩样（2）之间设置有垂直剪切装置；所述水平剪切装置和垂直剪切装置采用相同的结构，其动力源都采用膨胀水泥浆（13）。2.根据权利要求1所述的一种测试岩样抗剪强度和长期蠕变变形的原位测试装置，其特征在于：所述围岩（1）选用野外岩体，并采用切割设备切割出一超挖试验平台，其形状为凹进去的规则空心立方体结构。3.根据权利要求1所述的一种测试岩样抗剪强度和长期蠕变变形的原位测试装置，其特征在于：所述剪切岩样（2）的剪切面积不小于2500cm，高度不小于边长的2/3。4.根据权利要求1所述的一种测试岩样抗剪强度和长期蠕变变形的原位测试装置，其特征在于：所述水平剪切盒（4）的两边固定有开孔钢板（5），所述开孔钢板（5）通过带螺纹地锚（8）固定安装在平整围岩面（3）的顶部，在带螺纹地锚（8）的顶部锁紧固定有螺母（9）。5.根据权利要求1或4所述的一种测试岩样抗剪强度和长期蠕变变形的原位测试装置，其特征在于：所述水平剪切盒（4）采用无顶盖的长方体结构。6.根据权利要求1所述的一种测试岩样抗剪强度和长期蠕变变形的原位测试装置，其特征在于：所述水平剪切装置包括设置在水平剪切盒（4）侧壁上的传力板（12），所述传力板（12）的侧壁上连接有传力杆（11），所述传力杆（11）的另一端连接有可调蝶形弹簧（6），所述可调蝶形弹簧（6）的另一端连接哑铃状剪切杆（7），所述哑铃状剪切杆（7）的另一端通过加载探头（10）与剪切岩样（2）的侧壁接触。7.根据权利要求1所述的一种测试岩样抗剪强度和长期蠕变变形的原位测试装置，其特征在于：所述垂直剪切装置包括设置在竖向荷载加载盒（16）下端面的传力板，所述传力板的侧壁上连接有传力杆，所述传力杆的另一端连接有可调蝶形弹簧，所述可调蝶形弹簧的另一端连接竖向哑铃状剪切杆（14），所述竖向哑铃状剪切杆（14）的另一端通过加载探头与剪切岩样（2）的顶端接触。8.根据权利要求1所述的一种测试岩样抗剪强度和长期蠕变变形的原位测试装置，其特征在于：所述膨胀水泥浆（13）采用较大掺量的膨胀水泥浆材料，所述膨胀水泥浆材料填充在水平剪切盒（4）和竖向荷载加载盒（16）的内部。9.根据权利要求1所述的一种测试岩样抗剪强度和长期蠕变变形的原位测试装置，其特征在于：所述水平剪切盒（4）和水平剪切装置的传力板（12）内壁铺设一层石棉（14），传力板（12）与膨胀水泥浆（13）之间布设一层橡胶垫圈（18）；所述竖向荷载加载盒（16）和垂直剪切装置的传力板（12）内壁铺设一层石棉（14），传力板（12）与膨胀水泥浆（13）之间布设一层橡胶垫圈（18）；所述传力板（12）内壁中心位置上安装有压力传感器（19），各压力传感器与压力采集处理装置连接；在剪切岩样（2）的三个轴向方向安装有...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，兰俊，高素芳，周文俊，高进，张罗送，孙涛，黎照，阳菲，李骁霖，罗越文，韩绍康，周克虎，姜锋，武杰宾，莫承林，蒋旭，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42
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