一种多功能、跨尺度的岩土颗粒材料力学试验系统技术方案

本发明专利技术涉及一种多功能、跨尺度的岩土颗粒材料力学试验系统，包括竖向加载结构、水平加载结构、三轴压力室、用于固定竖向加载结构和水平加载结构相对位置的反力支撑架，以及用于支撑系统的水平底座板；所述三轴压力室内设有可更换的三轴试样单元和试样剪切单元，所述试样剪切单元包括堆叠且连通的上直剪盒和下直剪盒，所述竖向加载结构用于向三轴试样单元和剪切单元进行竖向加载，并获取试样的竖向位移和竖向载荷，所述水平加载结构用于向试样剪切单元进行水平加载，并获取试样的水平位移。与现有技术相比，本发明专利技术具有功能性强、竖向加载频率高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及岩土力学与岩土工程试验设备领域，尤其是涉及一种多功能、跨尺度的岩土颗粒材料力学试验系统。

技术介绍

1、在岩土工程试验设备
，传统试验装置通过不同加载方式研究岩体材料力学特性，如常规动直剪仪通过对下剪切盒施加水平推力使上下剪切盒内的试样产生相对位移，以研究岩土颗粒材料的界面剪切特性；常规动三轴试验仪通过对试样施加轴向力和周围压力，以研究岩土颗粒材料的力学特性，而常规动三轴试验仪轴向加载频率较低，一般不超过10hz，实际工程中如高铁行车荷载频率可达50hz，且随着高铁行驶速度的不断提升，荷载频率会更大，常规动三轴试验仪可研究对象范围较为局限。

2、因此，现有设备功能较为单一，无法实现在一台试验装置上实现多种试验功能。此外，上述试验设备仍是以宏观角度研究岩土颗粒材料力学特性，分析尺度较为单一，难以分析试样细观变形过程及其破坏状态，而目前分析岩土颗粒材料细观力学特性的手段多以离散元数值模拟为主，数值模拟存在较大不确定性，试验结果准确性尚待考证，因此通过室内试验手段研究岩土颗粒材料的细观力学特性是必要的。综上所述，亟需一种多功能、跨本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多功能、跨尺度的岩土颗粒材料力学试验系统，其特征在于，包括竖向加载结构(1)、水平加载结构(12)、三轴压力室(6)、用于固定竖向加载结构(1)和水平加载结构(12)相对位置的反力支撑架，以及用于支撑系统的水平底座板(1)；所述三轴压力室(6)内设有可更换的三轴试样单元(9)和试样剪切单元，所述试样剪切单元包括堆叠且连通的上直剪盒(25)和下直剪盒(26)，所述竖向加载结构(1)用于向三轴试样单元(9)和剪切单元进行竖向加载，并获取试样的竖向位移和竖向载荷，所述水平加载结构(12)用于向试样剪切单元进行水平加载，并获取试样的水平位移。

2.根据权利要求1所述的一种多功...

【技术特征摘要】

1.一种多功能、跨尺度的岩土颗粒材料力学试验系统，其特征在于，包括竖向加载结构(1)、水平加载结构(12)、三轴压力室(6)、用于固定竖向加载结构(1)和水平加载结构(12)相对位置的反力支撑架，以及用于支撑系统的水平底座板(1)；所述三轴压力室(6)内设有可更换的三轴试样单元(9)和试样剪切单元，所述试样剪切单元包括堆叠且连通的上直剪盒(25)和下直剪盒(26)，所述竖向加载结构(1)用于向三轴试样单元(9)和剪切单元进行竖向加载，并获取试样的竖向位移和竖向载荷，所述水平加载结构(12)用于向试样剪切单元进行水平加载，并获取试样的水平位移。

2.根据权利要求1所述的一种多功能、跨尺度的岩土颗粒材料力学试验系统，其特征在于，所述反力支撑架包括水平承台(13)与位于同一平面内的竖向反力架(3)、水平反力架(14)和液压伸缩杆(10)；

3.根据权利要求2所述的一种多功能、跨尺度的岩土颗粒材料力学试验系统，其特征在于，所述三轴压力室(6)包括多功能试验底座(23)，所述多功能试验底座(23)可移动固定在水平承台(13)上，所述多功能试验底座(23)的上端设有定位端头，所述三轴试样单元(9)和试样剪切单元的下端设有与定位端头相配合定位孔，所述多功能试验底座(22)驱动连接水平加载结构(12)。

4.根据权利要求3所述的一种多功能、跨尺度的岩土颗粒材料力学试验系统，其特征在于，所述多功能试验底座(23)的下方设有水平滑轨(22)，所述滑轨内侧设有与多功能试验底座(23)形状相配合的滑轮槽(28)，所述多功能试验底座(23)沿着滑轮槽(28)移动，所述滑轮槽(28)的方向与水平加载结构(12)的加载方向相同。

5.根据权利要求4所述的一种多功能、跨尺度的岩土颗粒材料力学试验系统，其特征在于，所述水平加载结构(12)和多功能试验底座(23)之间设有水平加载顶杆(24)，所述水平加载顶杆(24)的一端驱动连接水平加载结构(12)，另一端连接多...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖军华，薛立华，白英琦，刘志勇，戴鸣，刘孟波，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：