本实用新型专利技术公开了一种岩石剪切试验用十字双轴加载装置，包括两个上下设置的直线加载装置单体，每个直线加载装置单体包括加载动体和驱动机构，加载动体为敞口的盒状结构，驱动机构驱动加载动体直线运动；两个加载动体对向设置，位于下方的加载动体的底面朝下，位于上方的加载动体的底面朝上，待测试岩石试样放置于两个加载动体共同围成的空腔内；两个加载动体的运动方向互相垂直。十字双轴加载装置X、Y向的加载在试样上叠加成剪切平面内的任意方向力加载或任意路径的位移加载，实现X、Y两个方向的加载既能完全独立又能相互叠加，消除机械装置叠加结构带来的运动负荷和惯性增加的弊端，提高动态性能，降低驱动功率，提高控制精度。
【技术实现步骤摘要】
一种岩石剪切试验用十字双轴加载装置
本技术属于岩土工程技术中的岩土检测领域，特别涉及一种岩石剪切试验用十字双轴加载装置。
技术介绍
岩体结构面动态剪切室内试验以直剪试验为主，以常规三轴试验为辅。国内现有试验机能实现任意应力或位移路径的加载，采取的是机械装置叠加结构（即一个方向的加载装置固定在另一个方向加载装置的动体上），即X或Y向的一个加载装置在另外一个加载装置滑体上安装实现两个方向的运动叠加，这样X方向和Y方向运动不独立，且大大增加了底部滑体的运动负荷和惯性，在动态高速循环剪切时这种额外负荷和惯性对加载精度控制极大影响，且增加了动力驱动功率。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本技术提供了一种岩石剪切试验用十字双轴加载装置，可以消除机械装置叠加结构带来的运动负荷和惯性增加的弊端，提高动态性能，降低驱动功率，提高控制精度。为达到上述目的，本技术采用以下技术方案：一种岩石剪切试验用十字双轴加载装置，包括两个上下设置的直线加载装置单体，每个所述直线加载装置单体包括加载动体和驱动机构，所述加载动体为敞口的盒状结构，所述驱动机构驱动所述加载动体直线运动；两个所述加载动体对向设置，位于下方的所述加载动体的底面朝下，位于上方的所述加载动体的底面朝上，待测试岩石试样放置于两个所述加载动体共同围成的空腔内；两个所述加载动体的运动方向互相垂直。更进一步地，两个所述加载动体的敞口面互相平行。更进一步地，所述加载动体的运动方向与所述加载动体的敞口面平行。更进一步地，每个所述直线加载装置单体上设置有两个所述驱动机构，分别设置于所述加载动体的两侧，驱动所述加载动体往相反的方向运动。更进一步地，每个所述直线加载装置单体还包括两个加载反向支架，所述加载反向支架互相平行且垂直于所述加载动体的运动方向设置于所述加载动体的两侧，所述加载反向支架在所述驱动机构驱动所述加载动体运动时提供反作用力。更进一步地，所述驱动机构固定端安装在所述加载反向支架上，活动端与所述加载动体连接。更进一步地，每个所述直线加载装置单体还包括基座，所述基座设置于所述加载动体底面一侧，且与所述加载动体的底面平行；所述基座上沿所述加载动体运动方向设有直线滑轨，所述加载动体底面设有与所述直线滑轨匹配的滑块，所述加载动体在所述基座上直线运动。更进一步地，至少一个所述直线加载装置单体可在垂直于所述加载动体底面的方向上下运动。更进一步地，所述加载动体为长方体。更进一步地，所述加载动体底面为正方形。本技术的有益效果在于：本技术十字双轴加载装置包括两个采用十字倒扣结构安装的直线加载装置单体，两个加载动体分别作用于待测试岩石试样的上部和下部，X、Y向的加载在试样上叠加成剪切平面内的任意方向力加载或任意路径的位移加载，从而实现X、Y两个方向的加载既能完全独立又能相互叠加，消除机械装置叠加结构带来的运动负荷和惯性增加的弊端，提高动态性能，降低驱动功率，提高了控制精度。附图说明图1是本技术直线加载装置单体结构示意图；图2是本技术直线加载装置单体俯视图；图3是本技术十字双轴加载装置结构示意图；图4是本技术十字双轴加载装置俯视图；图5是本技术十字双轴加载装置应用于岩石剪切试验其中一种实施例的结构示意图；其中：1、驱动机构；2、加载反向支架；3、基座；4、加载动体；5、立柱；6、上剪切平台；7、下剪切平台；8、导向机构；9、轴向作动器；10、轴向力传感器。具体实施方式为了更好地说明本技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本技术做进一步描述。本技术可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本技术的构思充分传达给本领域技术人员，本技术将仅由权利要求来限定。如图1-4所示，一种岩石剪切试验用十字双轴加载装置，包括两个上下设置的直线加载装置单体，两个直线加载装置单体采用十字双轴倒扣结构，每个直线加载装置单体包括加载动体4和驱动机构1。加载动体4为敞口的盒状结构，具有底面、四个侧面和敞口面以及容纳待测试岩石试样的空腔。优选地，加载动体4为长方体结构，更优选地，其底面为正方形。更进一步地，两个加载动体4的敞口面互相平行，其敞口面为剪切面。驱动机构1驱动加载动体4直线运动。两个加载动体4对向设置，位于下方的加载动体4的底面朝下，位于上方的加载动体4的底面朝上，待测试岩石试样放置于两个加载动体4共同围成的空腔内。两个加载动体4的运动方向互相垂直。为了便于描述，将两个直线加载装置单体的加载动体4的运动方向分别定义为X向和Y向，X向和Y型相互垂直。两个直线加载装置单体的加载动体4分别作用于待测试岩石试样的上部和下部，X向和Y型的加载在待测试岩石试样上叠加成剪切平面内的任意方向力加载或任意路径的位移加载。更进一步地，加载动体4的运动方向（X向和Y向）与加载动体4的敞口面平行。更进一步地，每个直线加载装置单体上设置有两个驱动机构1，分别设置于加载动体4的两侧，驱动加载动体4往相反的方向运动。驱动机构1优选为油缸或气缸，其上设有压力传感器和位移传感器。更进一步地，每个直线加载装置单体还包括两个加载反向支架2，加载反向支架2互相平行且垂直于加载动体4的运动方向设置于加载动体4的两侧，加载反向支架2在驱动机构1驱动加载动体4运动时提供反作用力。同时加载反向支架2起到固定驱动机构1的作用。驱动机构1的固定端安装在加载反向支架2上，活动端与加载动体4连接。更进一步地，每个直线加载装置单体还包括基座3，基座3设置于加载动体4底面一侧，且与加载动体4的底面平行。基座3上沿加载动体4运动方向设有直线滑轨，加载动体4底面设有与直线滑轨匹配的滑块，加载动体4在基座3上直线运动。加载动体4与基座3之间的滑轨滑块配合结构起到导向作用，使加载动体4在基座3上直线运动，同时在十字加载装置整体受到向下作用力进行剪切试验时减小加载动体4受到的摩擦力。更进一步地，至少一个直线加载装置单体可在垂直于加载动体4底面的方向上下运动。将加载动体4剪切面的法向方向定义为Z向，至少一个直线加载装置单体可在Z轴方向移动，直线加载装置单体在Z向投影平面内没有相对运动。在进行岩石剪切试验时，两个直线加载装置单体相互靠近，待测试岩石试样于放置于两个加载动体4共同围成的空腔内，驱动机构1驱动加载动体4沿X向和Y向运动，对待测试岩石试样进行剪切。本技术十字双轴加载装置可应用于岩石剪切试验，作为其中一种实施例，如图5所示，位于下方的直线加载装置单体固定设置于下剪切平台7上，位于上方的直线加载装置单体活动设置于上剪切平台6上，两个直线加载装置单体十字倒扣设置。上剪切平台6和下剪切平台7之间通过立柱5连接，位于上方的直线加载装置单体上设有轴向作动器9，在其驱动下可在立柱5上上下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种岩石剪切试验用十字双轴加载装置，其特征在于：包括两个上下设置的直线加载装置单体，每个所述直线加载装置单体包括加载动体(4)和驱动机构(1)，所述加载动体(4)为敞口的盒状结构，所述驱动机构(1)驱动所述加载动体(4)直线运动；两个所述加载动体(4)对向设置，位于下方的所述加载动体(4)的底面朝下，位于上方的所述加载动体(4)的底面朝上，待测试岩石试样放置于两个所述加载动体(4)共同围成的空腔内；两个所述加载动体(4)的运动方向互相垂直。/n
【技术特征摘要】
1.一种岩石剪切试验用十字双轴加载装置，其特征在于：包括两个上下设置的直线加载装置单体，每个所述直线加载装置单体包括加载动体(4)和驱动机构(1)，所述加载动体(4)为敞口的盒状结构，所述驱动机构(1)驱动所述加载动体(4)直线运动；两个所述加载动体(4)对向设置，位于下方的所述加载动体(4)的底面朝下，位于上方的所述加载动体(4)的底面朝上，待测试岩石试样放置于两个所述加载动体(4)共同围成的空腔内；两个所述加载动体(4)的运动方向互相垂直。
2.根据权利要求1所述一种岩石剪切试验用十字双轴加载装置，其特征在于：两个所述加载动体(4)的敞口面互相平行。
3.根据权利要求1所述一种岩石剪切试验用十字双轴加载装置，其特征在于：所述加载动体(4)的运动方向与所述加载动体(4)的敞口面平行。
4.根据权利要求1所述一种岩石剪切试验用十字双轴加载装置，其特征在于：每个所述直线加载装置单体上设置有两个所述驱动机构(1)，分别设置于所述加载动体(4)的两侧，驱动所述加载动体(4)往相反的方向运动。
5.根据权利要求4所述一种岩石剪切试验用十字双轴加载装置，其特征在于：每个所述直线加载装置单体还包括两个加载反向支架(2)，所述加载反向支架(2)...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢成君，崔臻，
申请(专利权)人：武汉海德力液压技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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