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1. WO2019114550 - BOÎTE DE CISAILLEMENT PERMETTANT DE TESTER L'ANISOTROPIE DE CISAILLEMENT DE LA SURFACE STRUCTURALE D'UN CORPS DE ROCHE

Document

说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

附图

1A   1B   1C   2A   2B   2C   3A   3B   3C   4A   4B   4C   5A   5B   5C   6A   6B   6C   7A   7B   7C   8A   8B   8C   9A   9B   9C  

说明书

发明名称 : 测试岩体结构面剪切各向异性的剪切盒

技术领域

[0001]
本发明属于岩体力学室内实验领域,具体提供一种用于测试岩体结构面剪切各向异性的剪切盒。

背景技术

[0002]
岩石是由单体矿物或碎屑在一定的地质作用下,按一定的规律组合成具有某种联结作用的集合体,岩石是岩体的组成部分。由于岩体与一般物体的重大差别在于它是受结构面纵横切割、具有一定结构的多裂隙体。岩体的变形和强度受结构面控制,因此如何准确地把握结构面的力学特性尤其是剪切变形和强度特性是进行工程岩体稳定性评价的关键。岩体力学室内实验是研究结构面剪切变形和强度特性的重要途径,其中的直接剪切实验以其加载方式灵活和获取参数便捷的特点成为岩体力学室内实验中研究结构面剪切特性的优选实验方法。
[0003]
岩体的结构面形貌复杂且抗剪强度具有各向异性的特点,因此加强结构面抗剪强度的各向异性研究对于认识结构面剪切行为和评价工程岩体稳定性具有重要的科学意义和应用价值。受到前述的直接剪切实验设备的剪切盒的制约,关于不同形状、不同尺度的结构面抗剪强度各向异性的研究成果不足,因此如何对于不同形状、不同尺度的结构面抗剪强度各向异性进行进一步的研究成为亟待解决的问题。
[0004]
相应地,本领域需要一种用于测试岩体结构面剪切各向异性的剪切盒来解决上述问题。
[0005]
发明内容
[0006]
为了解决现有技术中的上述问题,即为了解决对于不同形状、不同尺度岩体结构面抗剪强度各向异性的研究成果不足的问题,本发明提供了一种用于测试岩体结构面剪切各向异性的剪切盒,所述剪切盒包括相向设置的上剪切盒和下剪切盒,所述上剪切盒和所述下剪切盒均包括外盒、内筒以及设置于所述外盒和所述内筒之间的调整组件,所述上剪切盒和所述下剪切盒的内筒之间形成放置待测试的岩体的容纳 腔,其中,所述上剪切盒中的外盒、内筒以及调整组件固定连接,所述下剪切盒中至少内筒可以相对外盒转动。
[0007]
在上述剪切盒的优选技术方案中,所述调整组件包括外筒,所述外筒与所述外盒的位置相对固定,所述内筒能够相对所述外筒转动。
[0008]
在上述剪切盒的优选技术方案中,所述调整组件包括至少一对调整板,所述调整板与所述外盒固定连接并形成腔体,所述外筒的外侧设置成能够卡置于所述腔体中。
[0009]
在上述剪切盒的优选技术方案中,所述调整组件还包括设置于所述外筒与所述内筒之间的至少一个调整筒,至少所述内筒能够相对所述外筒转动。
[0010]
在上述剪切盒的优选技术方案中,所述内筒和所述调整筒均能够相对所述外筒转动,且所述内筒和所述调整筒之间能够相对彼此转动。
[0011]
在上述剪切盒的优选技术方案中,所述外筒的横截面的外侧为方形,所述外筒的横截面的内侧为圆形,所述调整筒的横截面的外侧和内侧均为圆形,所述内筒的横截面的外侧为圆形,所述内筒的横截面的内侧与待测试的岩体相适应。
[0012]
在上述剪切盒的优选技术方案中,所述内筒和所述调整筒能够相对所述外筒转动,且所述内筒和所述调整筒之间的位置相对固定。
[0013]
在上述剪切盒的优选技术方案中,所述内筒能够相对所述调整筒转动,且所述调整筒和所述外筒的位置相对固定。
[0014]
在上述剪切盒的优选技术方案中,所述内筒和/或所述调整筒上设置有旋转结构,所述旋转结构设置成能够通过与旋转工具配合使所述内筒和/或所述调整筒相对所述外筒转动。
[0015]
在上述剪切盒的优选技术方案中,至少所述外筒与所述调整筒和/或所述调整筒与所述内筒之间设置有能够确定所述内筒和/或所述调整筒相对所述外筒的转动角度的刻度线。
[0016]
本领域技术人员能够理解的是,在本发明的优选技术方案中,通过将剪切盒设置成包括外盒、内筒以及设置于外盒和内筒之间的调整组件,并且上剪切盒和下剪切盒的内筒之间形成放置待测试的岩体的容纳腔的方式,本发明的剪切盒能够对岩体结构面试样进行各向异性剪切实验。其中,上剪切盒中的外盒、内筒以及调整组件固定连接,下 剪切盒中至少内筒可以相对外盒转动,通过这样的设置不仅能够保证上剪切盒的稳定性,又能够将放置于所述容纳腔内的岩体进行任意角度的转动。通过调整组件的设置,可以使不同规格的内筒处于同一尺寸的外盒中,从而仅通过更换内筒即可对不同形状、不同尺度的岩体结构面沿任意剪切方向进行直接剪切实验,克服了现有技术中剪切盒无法对不同形状、不同尺度的结构面进行抗剪强度实验的缺陷,丰富了对岩体结构面抗剪强度各向异性的研究成果。
[0017]
进一步,调整组件包括外筒,外筒卡置在剪切外盒的腔体中,内筒设置于外筒内并与外筒的内壁完全接触。内筒相对于外筒能够转动。通过更换不同规格的内筒,剪切盒能够对不同尺度和形状的岩体结构面试样进行剪切实验。通过将放置于所述容纳腔内的岩体进行任意角度的转动,剪切盒能够对不同形状、不同尺度的岩体结构面沿任意剪切方向进行直接剪切实验。
[0018]
更进一步,调整组件还包括至少一对调整板和至少一个调整筒。外筒卡置在调整板和剪切外盒形成的腔体中,调整筒设置在外筒和内筒之间。调整筒的外壁与外筒的内壁完全接触,内筒的外壁与调整筒的内壁完全接触。其中,至少内筒可以相对于外筒转动。通过增减或者更换调整组件的个数和形状,同时调整与待测试的岩体对应的内筒,剪切盒即可对不同形状、不同尺度的岩体结构面试样进行各向异性剪切实验。并且,调整组件和内筒的配套设置降低了剪切盒的生产成本。具体而言,不同的岩体对应不同的容纳腔即不同的内筒,在对不同岩体进行实验时,只需更换内筒即可,若没有调整组件,则由于内筒的径向厚度较大、规格增多,因此内筒的成本增加。鉴于此,通过增减或者更换调整组件中的调整板和/或外筒和/或调整筒设置,即可使内筒的厚度较小、规格减少,如保持调整板和外筒不变,当岩体的径向尺寸较小(即容纳腔的径向尺寸较小)的时候,增加调整筒的个数,而当岩体的径向尺寸较大的时候,减少调整筒的个数,这样一来,无论岩体的径向尺寸如何,内筒的壁厚相对于没有设置调整筒时的内筒的壁厚都较薄,而且调整筒和内筒可以相互调换、匹配并重复使用,因此降低了内筒的生产成本进而降低了剪切盒的生产成本。也就是说,通过调换不同形状和尺寸的外筒、调整筒和/或内筒来改变放置待测试岩体的容纳腔的形状和大小,将放置待测试岩体的内筒转动不同的角度,满足不同尺度和不同形状的岩 体结构面试样剪切各向异性的测试要求,使得剪切盒能够对不同形状、不同尺度的结构面沿任意剪切方向进行直接剪切实验。

附图说明

[0019]
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式,附图中:
[0020]
图1A是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的主视图一;
[0021]
图1B是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的左视图一;
[0022]
图1C是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的俯视图一;
[0023]
图2A是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的主视图一;
[0024]
图2B是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的左视图一;
[0025]
图2C是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的俯视图一;
[0026]
图3A是旋转扳手的主视图;
[0027]
图3B是旋转扳手的左视图;
[0028]
图3C是旋转扳手的俯视图;
[0029]
图4A是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的主视图二;
[0030]
图4B是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的左视图二;
[0031]
图4C是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的俯视图二;
[0032]
图5A是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的主视图二;
[0033]
图5B是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的左视图二;
[0034]
图5C是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的俯视图二;
[0035]
图6A是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的主视图三;
[0036]
图6B是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的左视图三;
[0037]
图6C是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的俯视图三;
[0038]
图7A是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的主视图三;
[0039]
图7B是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的左视图三;
[0040]
图7C是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的俯视图三;
[0041]
图8A是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的主视图四;
[0042]
图8B是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的左视图四;
[0043]
图8C是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的俯视图四;
[0044]
图9A是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的主视图四;
[0045]
图9B是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的左视图四;
[0046]
图9C是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的俯视图四;
[0047]
附图说明列表:
[0048]
1、上剪切盒;2、下剪切盒;(3、4)、外筒;5、调整板;(6、7)、外筒;(8、9)、调整筒;10、旋转扳手;(11、12)、内筒;(13、14、15、16)、外圆内方套筒;(17、18)、外方内圆套筒。

具体实施方式

[0049]
本领域技术人员应当理解的是,本节实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非用于限制本发明的保护范围。例如,虽然附图 中的是结合方形和圆形两种形状来描述各部件之间的固定或者相互转动的,但是这并非一成不变,本领域技术人员可以根据需要对其作出调整,以便适应具体的应用场合,如将方形替换为不规则的异形结构等,显然,调整后的技术方案仍将落入本发明的保护范围。
[0050]
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0051]
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,可以通过中间媒介间接相连,也可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0052]
如图1A、图1B、图1C、图2A、图2B和图2C所示,图1A是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的主视图一;图1B是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的左视图一;图1C是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的俯视图一;图2A是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的主视图一;图2B是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的左视图一;图2C是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的俯视图一。参照图1A、图1B、图1C和图2A、图2B、图2C,剪切盒包括相向设置的上剪切盒1和下剪切盒2,上剪切盒1包括外盒3、内筒11和设置在外盒3和内筒11之间的调整组件。下剪切盒2包括外盒4、内筒12和设置在外盒4和内筒12之间的调整组件。内筒11和内筒12之间形成可以放置待测试岩体的容纳腔,以此来进行岩体结构面试样的剪切实验。通过这样的设置,仅通过更换内筒以及增减、更换调整组件的方式,就能改变放置待测试岩体的容纳腔的尺寸,即将具有不同尺寸的容纳腔的内筒以可旋转的方式固定于统一尺寸的外盒,从而使剪切盒能够对不同形状和尺度的岩体结构面进行剪切实验。其中,上剪切盒1 的外盒3、内筒11以及调整组件通过螺栓装置固定连接在一起,下剪切盒2的内筒12可以相对外盒4转动。通过这样的设置,既能够保证上剪切盒的稳定性,又可以将放置于所述容纳腔内的岩体进行任意角度的转动,从而使剪切盒能够对不同形状、不同尺度的岩体结构面沿任意剪切方向进行直接剪切实验。
[0053]
继续参阅图1A、图1B、图1C,上剪切盒1的调整组件包括外筒6、至少一对调整板5和至少一个调整筒8,作为一种示例,调整组件包括一对调整板,即左调整板和右调整板。左调整板和右调整板分别与外盒3的左、右侧壁和底板接触,与外盒3的前后侧壁通过螺栓装置固定连接,并形成第一半开放方形的空腔。在组装好的状态下,外筒6恰好卡置于第一半开放方形的空腔内。调整筒8和内筒11相互贴合并恰好坐落于外筒6内。外筒6、调整筒8和内筒11通过螺栓装置与外盒3的前后侧壁固定连接,螺栓装置的端部未穿过内筒11的筒壁。以便使内筒11的内壁光滑,形成完整的半开放容纳腔。
[0054]
继续参阅图2A、图2B、图2C,下剪切盒2的调整组件包括外筒7、至少一对调整板5和至少一个调整筒9,作为一种示例,调整组件包括一对调整板,即左调整板和右调整板。左调整板和右调整板分别与外盒4的左、右侧壁和底板接触,与外盒4的前后侧壁通过螺栓装置固定连接,并形成第二半开放方形的空腔。在组装好的状态下,外筒7恰好卡置于第二半开放方形的空腔内。调整筒9和内筒12相互贴合并恰好坐落于外筒7内。其中,至少内筒12能够相对于外筒7转动。将待测试的岩体放在内筒11和内筒12形成的容纳腔内,转动内筒12以带动岩体转动不同的角度,从而使剪切盒可以对岩体结构面沿任意剪切方向进行直接剪切实验。
[0055]
再次参阅图2C、图3A、图3B和图3C,其中,图3A是旋转扳手的主视图;图3A是旋转扳手的左视图;图3A是旋转扳手的俯视图。下剪切盒2的调整筒9和内筒12的上端面上设置有呈正四棱柱型孔洞的旋转结构。调整筒9上的正四棱柱型孔洞的底面长对角线方向与调整筒9的筒壁径向一致,且长对角线的长度小于调整筒9的筒壁厚度,正四棱柱型孔洞的侧棱方向与调整筒9的深度方向平行,且侧棱的长度小于调整筒9的深度,利用作为与旋转结构配合的旋转工具的旋转扳手10插入正四棱柱型孔洞可对调整筒9围绕筒中心以任意角度进行旋转。 内筒12上的正四棱柱型孔洞的侧棱方向与内筒12的深度方向平行,正四棱柱型孔洞的尺寸与调整筒9的正四棱柱型孔洞的尺寸相同,利用旋转扳手10可对内筒12围绕筒中心以任意角度进行旋转,从而使放置于内筒12中的待测试岩体能够进行任意角度的旋转,达到剪切盒对岩体结构面沿任意剪切方向进行直接剪切实验的效果。
[0056]
需要说明的是,本领域技术人员可以根据内筒和调整筒的实际情况来合理地设置旋转结构。例如,在内筒和调整筒能够相对外筒转动且内筒和调整筒相对固定设置的情况下,可以只在调整筒的端面上设置旋转结构。通过旋转调整筒带动内筒转动,从而使放置在容纳腔内的待测试岩体转动。作为一种示例,调整筒为较大的外圆内方套筒、内筒为较小的外方内圆套筒或者调整筒为较大的外圆内长方套筒、内筒为较小的外长方内圆套筒。此外,旋转扳手10只是作为旋转工具的一种示例,本领域技术人员可以根据实际情况对旋转工具进行合理的设置,如机械手等。
[0057]
再次参阅图2C,下剪切盒2的外筒7上端面的内缘、调整筒9上端面的内缘和外缘、内筒12上端面的外缘均设置有确定内筒旋转角度的刻度线,刻度线包括长刻度线和短刻度线,长刻度线指示0°、90°、180°、270°,短刻度线间隔为5°。通过设置刻度线,可以直接地看出内筒相对调整筒、调整筒相对外筒的转动角度,提高了实验的精确性,同时刻度线的设置也有利于在剪切实验中对转动角度数据的记录,为后续的研究提供了便利。
[0058]
需要说明的是,本领域技术人员可以根据外筒、调整筒和内筒的实际配合情况灵活地设置刻度线。例如,调整筒为较大的外圆内方套筒、内筒为较小的外方内圆套筒或者调整筒为较大的外圆内长方套筒、内筒为较小的外长方内圆套筒时,在外筒和调整筒的端面上设置刻度线就可以达到确定内筒相对外筒的转动角度的效果。
[0059]
作为示例性的描述,在上述实施例中,剪切盒的外筒为较大的外方内圆套筒,调整筒为较大的外圆内圆套筒,内筒为较小的外圆内圆套筒,此时下剪切盒的调整筒和内筒均能够相对外筒转动,且内筒和调整筒之间能够相对彼此转动。仍以上述形状为例,在岩体较大的情形下,岩体能够恰好卡置于调整筒中部的空腔中,即调整筒作 为内筒,调整筒中部的空腔作为内筒的容纳腔。下面参照4A、图4B、图4C、图5A、图5B和图5C来说明这种实施例。
[0060]
如图4A、图4B、图4C、图5A、图5B和图5C所示,图4A是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的主视图二;图4B是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的左视图二;图4C是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的俯视图二;图5A是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的主视图二;图5B是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的左视图二;图5C是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的俯视图二。参照图4A、图4B、图4C、图5A、图5B和图5C,根据待检测岩体的尺寸的大小可以将内筒(11、12)移除,将内筒(11、12)外的调整筒(8、9)直接作为内筒使用。此时,上剪切盒1的外筒6和作为内筒的调整筒8通过螺栓与外盒3的前后侧壁固定连接。螺栓的端部穿过作为内筒的调整筒8的筒壁并与筒壁内部完全匹配,以便使作为内筒的调整筒8的内壁光滑,形成完整的半开放容纳腔。下剪切盒2的作为内筒的调整筒9能够相对于外筒7转动。可以看出,通过调整内筒和调整筒能够改变剪切盒的放置待测试岩体的容纳腔的尺寸,从而使剪切盒能够对不同尺寸的岩体结构面进行沿任意剪切方向的直接剪切实验。
[0061]
需要说明的是,内筒和调整组件的调整方式不仅仅有上述实施例中所述的调整方式。还可以是如下实施例所述的实施方式。
[0062]
如图6A、图6B、图6C、图7A、图7B和图7C所示,图6A是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的主视图三;图6B是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的左视图三;图6C是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的俯视图三;图7A是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的主视图三;图7B是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的左视图三;图7C是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的俯视图三。参照图6A、图6B、图6C、图7A、图7B和图7C,将上剪切盒1的内筒替换为外圆内方套筒13,将下剪切盒2的内筒替换为外圆内方套筒14。此时,内筒之间形成方形的容纳腔。
[0063]
如图8A、图8B、图8C、图9A、图9B和图9C所示,图8A是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的主视图四;图8B是本发明的剪切盒的一种实施例的上剪切盒的左视图四;图8C是本发明的剪 切盒的一种实施例的上剪切盒的俯视图四;图9A是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的主视图四;图9B是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的左视图四;图9C是本发明的剪切盒的一种实施例的下剪切盒的俯视图四。参照图8A、图8B、图8C、图9A、图9B和图9C,上剪切盒1的调整筒为外圆内方套筒15,下剪切盒2的调整筒为外圆内方套筒16。此时外圆内方套筒15和外圆内方套筒16可以作为内筒,直接对岩体进行剪切实验。此时,外圆内方套筒15和外圆内方套筒16之间形成尺寸较大的方形的容纳腔。或者在内筒和调整筒能够相对外筒转动,且内筒和调整筒之间的位置相对固定情况下,上剪切盒1还包括与外圆内方套筒15对应的作为内筒的较小的外方内圆套筒17,下剪切盒2还包括与外圆内方套筒16对应的作为内筒的较小的外方内圆套筒18。此时,较小的外方内圆套筒17和较小的外方内圆套筒18相向形成圆柱形的容纳腔。
[0064]
在内筒能够相对调整筒转动,且调整筒和外筒的位置相对固定的情况下,作为一种示例,上剪切盒和下剪切盒的外筒均为较大的外方内方套筒,调整筒均为较大的外方内圆套筒,内筒均为较小的外圆内圆套筒。
[0065]
需要说明的是,本领域技术人员可以将剪切盒的内筒设置成与待测试岩体形状相适应的结构。例如,内筒可以是外圆内不规则异形结构的套筒等。此外,本领域技术人员可以根据内筒不同的尺寸和形状对外筒和调整筒作适应性调整。
[0066]
可以看出,通过对外筒、调整筒和/或内筒的拆装或更换,改变了放置待测试岩体的内筒的容纳腔的尺寸和形状,满足了不同形状、不同尺度岩体结构面试样剪切各向异性的测试要求,使剪切盒能够对不同形状、不同尺度岩体结构面试样进行剪切各向异性测试。
[0067]
通过上述描述可以看出,本发明的剪切盒主要包括外盒、内筒以及设置于外盒和内筒之间的调整组件,并且上剪切盒和下剪切盒的内筒之间形成放置待测试的岩体的容纳腔,以此来实现剪切盒对岩体结构面试样进行剪切实验的效果。其中,上剪切盒中的外盒、内筒以及调整组件固定连接,下剪切盒中至少内筒可以相对外盒转动,通过这样的设置不仅能够保证上剪切盒的稳定性,又能够将放置于所述容纳腔内的岩体进行任意角度的转动。通过调整组件的设置,可以使不同规格的内 筒处于同一尺寸的外盒中,从而仅通过更换内筒即可对不同形状、不同尺度的岩体结构面沿任意剪切方向进行直接剪切实验,克服了现有技术中剪切盒无法对不同形状、不同尺度的结构面进行抗剪强度实验的缺陷,丰富了对岩体结构面抗剪强度各向异性的研究成果。其中,调整组件包括外筒,外筒卡置在剪切外盒的腔体中,内筒设置于外筒内并与外筒的内壁完全接触。内筒相对于外筒能够转动。通过更换不同规格的内筒,剪切盒能够对不同尺度和形状的岩体结构面试样进行剪切实验。通过将放置于所述容纳腔内的岩体进行任意角度的转动,剪切盒能够对不同形状、不同尺度的岩体结构面沿任意剪切方向进行直接剪切实验。调整组件还包括至少一对调整板和至少一个调整筒。外筒卡置在调整板和剪切外盒形成的腔体中,调整筒设置在外筒和内筒之间。调整筒的外壁与外筒的内壁完全接触,内筒的外壁与调整筒的内壁完全接触。其中,至少内筒可以相对于外筒转动。可以看出,通过增减或者更换调整组件的个数和形状,同时调整与待测试的岩体对应的内筒,剪切盒即可对不同形状、不同尺度的岩体结构面试样进行各向异性剪切实验。并且,调整组件和内筒的配套设置降低了剪切盒的生产成本。具体而言,不同的岩体对应不同的容纳腔即不同的内筒,在对不同岩体进行实验时,只需更换内筒即可,若没有调整组件,则由于内筒的径向厚度较大、规格增多,因此内筒的成本增加。鉴于此,通过增减或者更换调整组件中的调整板和/或外筒和/或调整筒设置,即可使内筒的厚度较小、规格减少。因此降低了内筒的生产成本进而降低了剪切盒的生产成本。也就是说,通过调换不同形状和尺寸的外筒、调整筒和/或内筒来改变放置待测试岩体的容纳腔的形状和大小,将放置待测试岩体的内筒转动不同的角度,从而满足不同尺度和不同形状的岩体结构面试样剪切各向异性的测试要求,使得剪切盒能够对不同形状、不同尺度的结构面沿任意剪切方向进行直接剪切实验。
[0068]
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

权利要求书

[权利要求 1]
一种用于测试岩体结构面剪切各向异性的剪切盒,其特征在于,所述剪切盒包括相向设置的上剪切盒和下剪切盒,所述上剪切盒和所述下剪切盒均包括外盒、内筒以及设置于所述外盒和所述内筒之间的调整组件,所述上剪切盒和所述下剪切盒的内筒之间形成放置待测试的岩体的容纳腔,其中,所述上剪切盒中的外盒、内筒以及调整组件固定连接,所述下剪切盒中至少内筒可以相对外盒转动。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的剪切盒,其特征在于,所述调整组件包括外筒,所述外筒与所述外盒的位置相对固定,所述内筒能够相对所述外筒转动。
[权利要求 3]
根据权利要求2所述的剪切盒,其特征在于,所述调整组件包括至少一对调整板,所述调整板与所述外盒固定连接并形成腔体,所述外筒的外侧设置成能够卡置于所述腔体中。
[权利要求 4]
根据权利要求2所述的剪切盒,其特征在于,所述调整组件还包括设置于所述外筒与所述内筒之间的至少一个调整筒,至少所述内筒能够相对所述外筒转动。
[权利要求 5]
根据权利要求4所述的剪切盒,其特征在于,所述内筒和所述调整筒均能够相对所述外筒转动,且所述内筒和所述调整筒之间能够相对彼此转动。
[权利要求 6]
根据权利要求5所述的剪切盒,其特征在于,所述外筒的横截面的外侧为方形,所述外筒的横截面的内侧为圆形,所述调整筒的横截面的外侧和内侧均为圆形,所述内筒的横截面的外侧为圆形,所述内筒的横截面的内侧与待测试的岩体相适应。
[权利要求 7]
根据权利要求4所述的剪切盒,其特征在于,所述内筒和所述调整筒能够相对所述外筒转动,且所述内筒和所述调整筒之间的位置相对 固定。
[权利要求 8]
根据权利要求4所述的剪切盒,其特征在于,所述内筒能够相对所述调整筒转动,且所述调整筒和所述外筒的位置相对固定。
[权利要求 9]
根据权利要求4至8中任一项所述的剪切盒,其特征在于,所述内筒和/或所述调整筒上设置有旋转结构,所述旋转结构设置成能够通过与旋转工具配合使所述内筒和/或所述调整筒相对所述外筒转动。
[权利要求 10]
根据权利要求9所述的剪切盒,其特征在于,至少所述外筒与所述调整筒和/或所述调整筒与所述内筒之间设置有能够确定所述内筒和/或所述调整筒相对所述外筒的转动角度的刻度线。

附图

[ 图 1A]  
[ 图 1B]  
[ 图 1C]  
[ 图 2A]  
[ 图 2B]  
[ 图 2C]  
[ 图 3A]  
[ 图 3B]  
[ 图 3C]  
[ 图 4A]  
[ 图 4B]  
[ 图 4C]  
[ 图 5A]  
[ 图 5B]  
[ 图 5C]  
[ 图 6A]  
[ 图 6B]  
[ 图 6C]  
[ 图 7A]  
[ 图 7B]  
[ 图 7C]  
[ 图 8A]  
[ 图 8B]  
[ 图 8C]  
[ 图 9A]  
[ 图 9B]  
[ 图 9C]