用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒制造技术

本申请公开了一种用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒，所述剪切盒包括：下剪切盒和上剪切盒，下剪切盒包括上开口的下半容纳腔；上剪切盒包括上剪切内盒和上剪切外盒，上剪切内盒套设于上剪切外盒内；上剪切盒还包括上连接板，在进行岩体剪切试验时，上横板处于固定连接状态，上连接板固定于上剪切外盒的右侧第一位置，并使上连接板与上剪切内盒处于连接状态；在进行土体剪切试验时，解开上横板的连接状态，上连接板固定于上剪切外盒的右侧第二位置，并解开上连接板与上剪切内盒的连接。本申请利用一个剪切盒装置，只需要通过简单的改动即可满足岩体剪切试验和土体剪切试验的需要，从而极大拓展室内岩体剪切设备或土体剪切设备的试验功能。

Shear box for testing shear properties of rock and soil

【技术实现步骤摘要】
用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒
本申请属于岩土力学室内试验领域，具体提供一种用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒。
技术介绍
岩体和土体的剪切特性对于边坡工程、隧道工程等岩土工程的稳定性评价至关重要，同时，岩体和土体的抗剪强度参数是进行滑坡、隧道软岩大变形等地质灾害或工程病害预测和防治的关键指标。因此，如何定量刻画岩体和土体的剪切行为是工程界和科学界共同关注的焦点问题之一。前人普遍采用室内直接剪切试验获得岩体和土体的剪切特性和抗剪强度参数，从而为大型物理模型试验和精细数值模拟分析提供依据。在现有技术中，岩体和土体的剪切特性试验和抗剪强度参数测试分别采用岩体剪切试验设备和土体剪切试验设备进行。其中，岩体试验设备和土体试验设备的关键技术区别之一在于剪切盒的不同。如果能够研发一种同时满足岩体和土体剪切试验要求的剪切盒，将极大拓展室内岩体剪切设备或土体剪切设备的试验功能。基于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供了一种用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒，既能够满足岩体剪切试验的要求，又能够满足土体剪切试验的要求。本申请实施例采用下述技术方案：本申请实施例提供一种用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒，所述剪切盒包括：下剪切盒，所述下剪切盒包括上开口的下半容纳腔；上剪切盒，所述上剪切盒包括上剪切内盒和上剪切外盒；所述上剪切内盒包括由上前竖板、上后竖板、上左竖板、上右竖板和上横板组成的上半容纳腔，且所述上横板与所述上前竖板、上后竖板、上左竖板、上右竖板设置为可拆卸式连接；所述上剪切外盒包括由上前侧板、上后侧板、上左侧板和上顶板组成的上开放腔，所述上剪切内盒套设于所述上剪切外盒的上开放腔内；所述上剪切盒与所述下剪切盒相对放置以使所述上半容纳腔与所述下半容纳腔形成用于放置待测试岩体或土体的容纳腔；所述上剪切盒还包括上连接板，所述上连接板与所述上剪切内盒的上右竖板设置为可拆卸式连接；在所述上连接板与所述上剪切内盒的上右竖板连接的状态下，所述上连接板还能够固定于所述上剪切外盒的右侧第一位置或固定于所述上剪切外盒的右侧第二位置，其中，所述第二位置低于所述第一位置；在进行岩体剪切试验时，所述上横板与所述上前竖板、上后竖板、上左竖板、上右竖板处于连接状态，所述上连接板固定于所述上剪切外盒的右侧第一位置，并使所述上连接板与所述上剪切内盒的上右竖板处于连接状态；在进行土体剪切试验时，解开所述上横板与所述上前竖板、上后竖板、上左竖板、上右竖板之间的连接状态，所述上连接板固定于所述上剪切外盒的右侧第二位置，并解开所述上连接板与所述上剪切内盒的上右竖板之间的连接状态。在上述用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒的优选实施方式中，所述上剪切外盒的上前侧板右端和上后侧板右端分别沿竖向依次设置有n个螺栓孔，相应地，在所述上连接板分别沿竖向依次设置n个外螺栓孔；其中，n为大于等于2的整数；在进行岩体剪切试验时，所述上连接板的n个外螺栓孔与所述上前侧板右端和上后侧板右端的n个螺栓孔一一对应，并借助螺栓将所述上连接板固定于所述上剪切外盒的右侧第一位置；在进行土体剪切试验时，所述上连接板的第1至n-1个外螺栓孔分别与所述上前侧板右端和上后侧板右端的第2至n个螺栓孔一一对应，并借助螺栓将所述上连接板固定于所述上剪切外盒的右侧第二位置。在上述用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒的优选实施方式中，所述上剪切内盒的上右竖板外侧设置有至少一个螺栓孔，相应地，在所述上连接板设置有至少一个内螺栓孔；所述上连接板的内螺栓孔与所述上右竖板外侧的螺栓孔一一对应，并借助螺栓将所述上连接板与所述上右竖板固定；在上连接板与所述上右竖板固定的情况下，所述上连接板能够带着所述上剪切内盒固定于所述上剪切外盒的右侧第一位置或第二位置。在上述用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒的优选实施方式中，所述上剪切内盒的上右竖板外侧共设置有6个螺栓孔，其设置方式为：在所述上右竖板的前侧沿竖向依次设置3个螺栓孔，在所述上右竖板的后侧沿竖向依次设置3个螺栓孔；相应地，在所述上连接板与所述上右竖板前侧和后侧相对的位置分别沿竖向依次设置3个内螺栓孔。在上述用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒的优选实施方式中，所述上前竖板的外侧下部和所述上后竖板的外侧下部分别设置有至少一个凹槽，所述凹槽的左右两侧分别设置有第一插孔和第二插孔，所述第一插孔位于所述第二插孔的上方；所述上剪切盒还包括设置于所述凹槽内的滚轮排，所述滚轮排的底部设置有多个滚轮；在进行岩体剪切试验时，所述滚轮排通过所述第一插孔固定于所述凹槽内，以使所述滚轮底面位于所述上前竖板和所述上后竖板的底面之上；在进行土体剪切试验时，所述滚轮排通过所述第二插孔固定于所述凹槽内，以使所述滚轮底面至少位于所述上前竖板和所述上后竖板的底面之下。在上述用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒的优选实施方式中，所述凹槽为立方形槽，所述滚轮排为凹型滚轮排；所述立方形槽的长度大于等于所述凹型滚轮排的长度；所述立方形槽的厚度小于所述上前竖板/上后竖板的厚度，并大于所述凹型滚轮排的厚度；所述立方形槽的高度大于所述凹型滚轮排的高度；并且/或者，所述上前竖板的外侧下部和所述上后竖板的外侧下部分别设置有三个凹槽，且每个凹槽内固定有一个滚轮排。在上述用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒的优选实施方式中，所述上前竖板和所述上后竖板具有相同的尺寸，所述上左竖板和所述上右竖板具有相同的尺寸，且所述上前竖板/上后竖板的高度与所述上左竖板/上右竖板的高度相同；所述上前竖板/上后竖板的长度与所述上横板的长度相同，所述上左竖板/上右竖板的长度为所述上横板的宽度、所述上前竖板的厚度、所述上后竖板的厚度之和；或者，所述上左竖板/上右竖板的长度与所述上横板的宽度相同，所述上前竖板/上后竖板的长度为所述上横板的长度、所述上左竖板的厚度、所述上右竖板的厚度之和。在上述用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒的优选实施方式中，所述上前竖板上部、所述上后竖板上部、所述上左竖板上部和所述上右竖板上部均设置有多个贯通螺栓孔；相应地，在所述上横板的前侧、后侧、左侧和右侧分别设置多个螺栓孔；在进行岩体剪切试验时，所述上横板的螺栓孔分别与所述上前竖板上部、所述上后竖板上部、所述上左竖板上部和所述上右竖板上部的贯穿螺栓孔一一对应，并借助螺栓将所述上横板与所述上前竖板、所述上后竖板、所述上左竖板和所述上右竖板连接；在进行土体剪切试验时，解开所述上横板与所述上前竖板、所述上后竖板、所述上左竖板、所述上右竖板的螺栓连接。在上述用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒的优选实施方式中，在所述上剪切内盒套设于所述上剪切外盒后，所述上前竖板、所述上后竖板、所述上左竖板和所述上右竖板的外侧面分别贴合在所述上前侧板、所述上后侧板、所述上左侧板和所述上连接板的内侧面；并且，在进行岩体剪切试验时，所述上横板的顶面贴合于所述上顶板的内底面；在进行土体剪切试验时，所述上前竖板、上后竖板、上左竖板和上右竖板的顶面与所述上顶板的内底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒，其特征在于，所述剪切盒包括：/n下剪切盒，所述下剪切盒包括上开口的下半容纳腔；/n上剪切盒，所述上剪切盒包括上剪切内盒和上剪切外盒；/n所述上剪切内盒包括由上前竖板、上后竖板、上左竖板、上右竖板和上横板组成的上半容纳腔，且所述上横板与所述上前竖板、上后竖板、上左竖板、上右竖板设置为可拆卸式连接；/n所述上剪切外盒包括由上前侧板、上后侧板、上左侧板和上顶板组成的上开放腔，所述上剪切内盒套设于所述上剪切外盒的上开放腔内；/n所述上剪切盒与所述下剪切盒相对放置以使所述上半容纳腔与所述下半容纳腔形成用于放置待测试岩体或土体的容纳腔；/n所述上剪切盒还包括上连接板，所述上连接板与所述上剪切内盒的上右竖板设置为可拆卸式连接；在所述上连接板与所述上剪切内盒的上右竖板连接的状态下，所述上连接板还能够固定于所述上剪切外盒的右侧第一位置或固定于所述上剪切外盒的右侧第二位置，其中，所述第二位置低于所述第一位置；/n在进行岩体剪切试验时，所述上横板与所述上前竖板、上后竖板、上左竖板、上右竖板处于连接状态，所述上连接板固定于所述上剪切外盒的右侧第一位置，并使所述上连接板与所述上剪切内盒的上右竖板处于连接状态；/n在进行土体剪切试验时，解开所述上横板与所述上前竖板、上后竖板、上左竖板、上右竖板之间的连接状态，所述上连接板固定于所述上剪切外盒的右侧第二位置，并解开所述上连接板与所述上剪切内盒的上右竖板之间的连接状态。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒，其特征在于，所述剪切盒包括：
下剪切盒，所述下剪切盒包括上开口的下半容纳腔；
上剪切盒，所述上剪切盒包括上剪切内盒和上剪切外盒；
所述上剪切内盒包括由上前竖板、上后竖板、上左竖板、上右竖板和上横板组成的上半容纳腔，且所述上横板与所述上前竖板、上后竖板、上左竖板、上右竖板设置为可拆卸式连接；
所述上剪切外盒包括由上前侧板、上后侧板、上左侧板和上顶板组成的上开放腔，所述上剪切内盒套设于所述上剪切外盒的上开放腔内；
所述上剪切盒与所述下剪切盒相对放置以使所述上半容纳腔与所述下半容纳腔形成用于放置待测试岩体或土体的容纳腔；
所述上剪切盒还包括上连接板，所述上连接板与所述上剪切内盒的上右竖板设置为可拆卸式连接；在所述上连接板与所述上剪切内盒的上右竖板连接的状态下，所述上连接板还能够固定于所述上剪切外盒的右侧第一位置或固定于所述上剪切外盒的右侧第二位置，其中，所述第二位置低于所述第一位置；
在进行岩体剪切试验时，所述上横板与所述上前竖板、上后竖板、上左竖板、上右竖板处于连接状态，所述上连接板固定于所述上剪切外盒的右侧第一位置，并使所述上连接板与所述上剪切内盒的上右竖板处于连接状态；
在进行土体剪切试验时，解开所述上横板与所述上前竖板、上后竖板、上左竖板、上右竖板之间的连接状态，所述上连接板固定于所述上剪切外盒的右侧第二位置，并解开所述上连接板与所述上剪切内盒的上右竖板之间的连接状态。


2.根据权利要求1所述的用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒，其特征在于，所述上剪切外盒的上前侧板右端和上后侧板右端分别沿竖向依次设置有n个螺栓孔，相应地，在所述上连接板分别沿竖向依次设置n个外螺栓孔；其中，n为大于等于2的整数；
在进行岩体剪切试验时，所述上连接板的n个外螺栓孔与所述上前侧板右端和上后侧板右端的n个螺栓孔一一对应，并借助螺栓将所述上连接板固定于所述上剪切外盒的右侧第一位置；
在进行土体剪切试验时，所述上连接板的第1至n-1个外螺栓孔分别与所述上前侧板右端和上后侧板右端的第2至n个螺栓孔一一对应，并借助螺栓将所述上连接板固定于所述上剪切外盒的右侧第二位置。


3.根据权利要求2所述的用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒，其特征在于，所述上剪切内盒的上右竖板外侧设置有至少一个螺栓孔，相应地，在所述上连接板设置有至少一个内螺栓孔；
所述上连接板的内螺栓孔与所述上右竖板外侧的螺栓孔一一对应，并借助螺栓将所述上连接板与所述上右竖板固定；
在上连接板与所述上右竖板固定的情况下，所述上连接板能够带着所述上剪切内盒固定于所述上剪切外盒的右侧第一位置或第二位置。


4.根据权利要求3所述的用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒，其特征在于，所述上剪切内盒的上右竖板外侧共设置有6个螺栓孔，其设置方式为：在所述上右竖板的前侧沿竖向依次设置3个螺栓孔，在所述上右竖板的后侧沿竖向依次设置3个螺栓孔；
相应地，在所述上连接板与所述上右竖板前侧和后侧相对的位置分别沿竖向依次设置3个内螺栓孔。


5.根据权利要求3所述的用于测试岩体和土体剪切特性的剪切盒，其特征在于，所述上前竖板的外侧下部和所述上后竖板的外侧下部分别设置有至少一个凹槽，所述凹槽的左右两侧分别设置有第一插孔和第二插孔，所述第一插孔位于所述第二插孔的上方；
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑博文，祁生文，刘方翠，郭松峰，黄晓林，梁宁，邹宇，罗光明，詹志发，姜立波，王鑫，
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