一种岩石与混凝土界面抗剪性能测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种岩石与混凝土界面抗剪性能测试装置，装置包括固定组件、加压组件和剪切组件；固定组件包括柱形套管和位于柱形套管上下的且与其外径相同的柱形剪切板；剪切组件由穿心千斤顶和上端穿过穿心千斤顶的剪切杆组成，剪切杆的下端设有剪切盘；加压组件包括上下底板和设置于柱形剪切板的盖板上的T型加圧板；剪切组件的剪切杆位于固定组件的柱形套管内且固定组件、加压组件和剪切组件同轴性设置。本发明专利技术装置模拟基岩的围压环境并通过精准的测量岩石与混凝土界面上拔实验中的力学强度和变形特征来测试嵌岩型基础上拔过程中岩石与混凝土界面抗剪性能，为研究嵌岩型基础在基岩中的承载力性能提供科学依据。

A Testing Device for Shear Behavior of Rock-concrete Interface

【技术实现步骤摘要】
一种岩石与混凝土界面抗剪性能测试装置
本专利技术涉及岩体工程
，具体涉及一种岩石与混凝土界面抗剪性能测试装置。
技术介绍
嵌岩型基础是直接建在基岩上的一种基础形式，施工时直接采用成孔机械或人工或爆破在岩石中钻孔，孔内放入锚筋或钢筋笼并浇筑混凝土，使地基和基础粘结成为一个整体，能够充分利用岩石地基的坚固性以及钢材抗拉强度高的特点，这种形式的基础可承受较大拉力和水平力，而且施工工艺简单、地基稳定性好，能够减少开挖量、节省混凝土以及减轻劳动量。在输变电工程对于嵌岩型基础的施工过程要求混凝土基础和基岩必须能够较好的连接成为一个整体，以确保输变电工程结构的承载需求，而目前针对于嵌岩型基础相关的研究和施工设计方法存在以下问题：嵌岩型基础的承载力由岩石与混凝土界面的连接强度控制，如果界面强度达不到设计要求，就不能很好的利用基岩的坚固性和基础结构的抗拉性能；目前所采用的标准施工设计中对于基础与岩石间力学参数的设计取值以经验为主，基础结构、岩石地基的强度不匹配，导致基础的设计在应用中偏差较大且易带来质量问题和安全隐患；在科学研究和理论分析中对岩石与混凝土界面的抗剪性能的测试没有很好的方法和标准，对于界面的抗剪强度和变形特征没有很好的力学模型和本构方程。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提出一种结构简单、稳定、易操作的岩石与混凝土界面抗剪性能测试装置，该装置模拟基岩的围压环境、混凝土流态压力并通过精准的测量岩石与混凝土界面上拔实验中的力学强度和变形特征来测试嵌岩型基础上拔过程中岩石与混凝土界面抗剪性能，为研究嵌岩型基础在基岩中的承载力性能提供科学依据。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供一种岩石与混凝土界面抗剪性能测试装置，其改进之处在于，所述装置包括固定组件、加压组件和剪切组件；所述固定组件包括柱形套管和位于所述柱形套管上下的且与其外径相同的柱形剪切板；所述剪切组件由穿心千斤顶和上端穿过所述穿心千斤顶的剪切杆组成，所述剪切杆的下端设有剪切盘；所述加压组件包括上下底板和设置于柱形剪切板的盖板上的T型加圧板；所述剪切组件的剪切杆位于所述固定组件的所述柱形套管内且所述固定组件、加压组件和剪切组件同轴性设置。优选的，所述柱形套管包括刚性外套管和缩性内套管；所述岩石为柱型；所述柱形剪切板通过螺栓与所述刚性外套管固定。优选的，所述剪切杆包括剪切盘、锚固板、垂直穿过所述锚固板轴心与所述剪切盘连接的提拉杆；所述剪切杆和所述锚固板的外径小于柱形岩石内径；所述锚固板数目为1-5个。优选的，所述缩性内套管、剪切杆和T型加圧板的下端面分别连接压力传感器。进一步的，所述柱形剪切板的盖板内径为所述柱形岩石内外径间的任一值。进一步的，所述刚性外套管由按照重量份比80:2：7：5：4:2的铁、锰、硅、铬、钼以及碳制成。进一步的，所述柱形岩石内径90mm～150mm，壁厚2cm～4cm；所述柱形套管外径为150mm～230mm。进一步的，所述剪切杆由按重量百分比计的下述组份制得：Co：4.7-6.6％、Pb：3.4-4.5％、Sn：1.4-.34％、Te：2.2-2.8％、Tl：7-9％、Si：1.2-1.8％、Ba：0.13-0.19％、C：0.45-0.67％、余量为Fe和杂质，其中杂质中各含量为P＜0.045％、S＜0.043％、O＜0.009％。进一步的，所述柱形剪切板的底板设有柱形孔，所述柱形孔正下方设有位移传感器。优选的，固定所述加压组件的竖直固定件的数目至少为4。与最接近的现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：1.本专利技术结构简单、稳定、易操作，可以在室内进行岩石与混凝土界面抗剪性能的测试。2.本专利技术模拟基岩的围压环境、混凝土浇筑流态压力并通过精准的测量岩石与混凝土界面上拔实验中的力学强度和变形特征更准确的测试了嵌岩型基础上拔过程中岩石与混凝土界面的抗剪性能，为研究嵌岩型基础在基岩中的承载力性能提供科学依据。3.本专利技术适用性高，针对不同尺寸的岩石样品可定制不同尺寸系列的剪切装置，通过缩性内套管可减小环状岩样的尺寸误差、岩石节理和破裂面对岩石与混凝土界面抗剪性能测试的影响。4.本专利技术为实测岩石与混凝土界面抗剪强度、极限位移等指标以及评价剪切特性提供了解决方案，克服了目前主要采用经验值的技术不足的问题，提高了工程设计及质量控制的科学性。5.本专利技术的装置及测试方法考虑了地下岩石围压、混凝土浇筑流态压力对岩石与混凝土界面抗剪性能的影响，相关指标更科学适用。附图说明图1是岩石与混凝土界面抗剪性能测试装置正视图；图2是岩石与混凝土界面抗剪性能测试装置断面图；图3是固定结构侧视图；图4是剪切杆示意图；图5是剪切力与相对位移变化曲线峰值图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种岩石与混凝土界面抗剪性能测试装置，如图1所示，所述装置包括固定组件、加压组件和剪切组件；所述固定组件包括柱形套管和位于所述柱形套管上下的且与其外径相同的柱形剪切板；所述剪切组件由穿心千斤顶和上端穿过所述穿心千斤顶的剪切杆组成，所述剪切杆的下端设有剪切盘；穿心千斤顶为上端穿过所述穿心千斤顶的剪切杆提供拉力；所述加压组件包括上下底板和设置于柱形剪切板的盖板上的T型加圧板。所述T型加圧板的下端面连接有压力传感器；所述剪切组件的剪切杆位于所述固定组件的所述柱形套管内且所述固定组件、加压组件和剪切组件同轴性设置。具体的，所述柱形套管包括刚性外套管和缩性内套管；所述岩石为柱型；所述柱形剪切板通过螺栓与所述刚性外套管固定。柱形套管的内径大小约等于柱形岩石外径，可通过调节缩性内套管内部容量适应于不同尺寸的柱形样品，缩性内套管内部可以填充一定量的流体，例如水或液压油，柱形套管可以起到保护和固定柱形岩石的作用，还可通过调节缩性内套管容量模仿柱形岩石未钻取前的岩石围压，缩性内套管中的压力传感器测量缩性内套管和柱形岩石间的压强。具体的，所述剪切杆包括剪切盘、锚固板、垂直穿过所述锚固板轴心与所述剪切盘连接的提拉杆；所述剪切杆和所述锚固板的外径小于柱形岩石内径；所述锚固板数目为1-5个。具体的，所述缩性内套管、剪切杆和T型加圧板的下端面分别连接压力传感器。具体的，所述柱形剪切板的盖板内径为所述柱形岩石内外径间的任一值，柱形剪切板的盖板的剪切约束力和剪切杆提供给剪切盘的剪切力可以达到对岩石与混凝土界面的剪切作用。具体的，所述刚性外套管由按照重量份比80:2：7：5：4:2的铁、锰、硅、铬、钼以及碳制成。具体的，所述柱形岩石内径90mm～150mm，壁厚2cm～4cm；所述柱形套管外径为150mm～230mm。具体的，所述剪切杆由按重量百分比计的下述组份制得：Co：4.7-6.6％、Pb：3.4-4.5％、Sn：1.4-.34％、Te：2.2-2.8％、Tl：7-9％、Si：1.2-1.8％、Ba：0.13-0.19％、C：0.45-0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩石与混凝土界面抗剪性能测试装置，其特征在于，所述装置包括固定组件、加压组件和剪切组件；所述固定组件包括柱形套管和位于所述柱形套管上下的且与其外径相同的柱形剪切板；所述剪切组件由穿心千斤顶和上端穿过所述穿心千斤顶的剪切杆组成，所述剪切杆的下端设有剪切盘；所述加压组件包括上下底板和设置于柱形剪切板的盖板上的T型加圧板；所述剪切组件的剪切杆位于所述固定组件的所述柱形套管内且所述固定组件、加压组件和剪切组件同轴性设置。

【技术特征摘要】
1.一种岩石与混凝土界面抗剪性能测试装置，其特征在于，所述装置包括固定组件、加压组件和剪切组件；所述固定组件包括柱形套管和位于所述柱形套管上下的且与其外径相同的柱形剪切板；所述剪切组件由穿心千斤顶和上端穿过所述穿心千斤顶的剪切杆组成，所述剪切杆的下端设有剪切盘；所述加压组件包括上下底板和设置于柱形剪切板的盖板上的T型加圧板；所述剪切组件的剪切杆位于所述固定组件的所述柱形套管内且所述固定组件、加压组件和剪切组件同轴性设置。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柱形套管包括刚性外套管和缩性内套管；所述岩石为柱型；所述柱形剪切板通过螺栓与所述刚性外套管固定。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述剪切杆包括剪切盘、锚固板、垂直穿过所述锚固板轴心与所述剪切盘连接的提拉杆；所述剪切杆和所述锚固板的外径小于柱形岩石内径；所述锚固板数目为1-5个。4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述缩性内套管、剪切杆和T型加圧板的下端面分别连接压力传感器。5.如权利要求3所述的装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁士君，程永锋，朱照清，丁民涛，杨文智，满银，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11