有效
可实现声发射测试的多方向岩石剪切试验系统
肖海斌、周辉、杨凡杰、迟福东、陈鸿杰、胡明明
华能澜沧江水电股份有限公司
摘要
本发明公开了可实现声发射测试的多方向岩石剪切试验系统。它包括外反力框架、内反力框架、反力框架底座和声发射测试系统;所述外反力框架固定在反力框架底座上;所述内反力框架与反力框架底座活动连接、且与所述外反力框架相配合;有剪切盒设置在所述内反力框架内部;所述声发射测试系统安装在剪切盒上。本发明具有可实现一维方向和多方向剪切和循环往复剪切,同时进行声发射测试的优点。
1.可实现声发射测试的多方向岩石剪切试验系统,其特征在于:包括外反力框架(1)、内反力框架(2)、反力框架底座(3)和声发射测试系统(82);所述外反力框架(1)固定在反力框架底座(3)上;所述内反力框架(2)与反力框架底座(3)活动连接、且与所述外反力框架(1)相配合;有剪切盒(77)设置在所述内反力框架(2)内部;所述声发射测试系统(82)安装在剪切盒(77)上;所述外反力框架(1)为一端开口的方体结构,所述外反力框架(1)上设有x方向通孔(78);所述内反力框架(2)为方体结构,所述内反力框架(2)上设有y方向通孔(79);所述反力框架底座(3)为凹形结构;所述外反力框架(1)开口向下固定在所述反力框架底座(3)上方、且与所述反力框架底座(3)两侧固定连接;所述内反力框架(2)通过x方向滑轨(80)与所述反力框架底座(3)上端面滑动连接;所述内反力框架(2)通过x方向通孔(78)滑入所述外反力框架(1)、且与所述外反力框架(1)相配合;有第一应力加载系统(71)、第一应力测量系统(72)和第一位移测量系统(73)布置于所述内反力框架(2)内部;有剪切盒(77)设置在所述内反力框架(2)内部;有第二应力加载系统(74)、第二应力测量系统(75)和第二位移测量系统(76)布置于所述外反力框架(1)内部;具体的可实现声发射测试的多方向岩石剪切试验系统可根据实验需要,通过内反力框架(2)、第一应力加载系统(71)、第一应力测量系统(72)、第一位移测量系统(73)、剪切盒(77)实现一维方向剪切和循环往复剪切的功能;通过内反力框架(2)、第一应力加载系统(71)、第一应力测量系统(72)和第一位移测量系统(73)、剪切盒(77)、声发射测试系统(82)实现一维方向剪切和循环往复剪切,同时进行声发射测试的功能;通过外反力框架(1)、内反力框架(2)、第一应力加载系统(71)、第一应力测量系统(72)和第一位移测量系统(73)、第二应力加载系统(74)、第二应力测量系统(75)、第二位移测量系统(76)、剪切盒(77)实现不同方向剪切和循环往复剪切的功能;通过外反力框架(1)、内反力框架(2)、第一应力加载系统(71)、第一应力测量系统(72)和第一位移测量系统(73)、第二应力加载系统(74)、第二应力测量系统(75)、第二位移测量系统(76)、剪切盒(77)、声发射测试系统(82)实现不同方向剪切和循环往复剪切,同时进行声发射测试的功能。
2.根据权利要求1所述的可实现声发射测试的多方向岩石剪切试验系统,其特征在于:所述第一应力加载系统(71)包括垂直加载油缸(25)、x方向左上加载缸(21)、x方向左下加载缸(19)、x方向右上加载缸(9)和x方向右下加载缸(6);所述第一应力测量系统(72)包括垂直加载力传感器(24)、x方向左上力传感器(20)、x方向左下力传感器(17)、x方向右上力传感器(10)和x方向右下力传感器(8);所述第一位移测量系统(73)包括垂直向位移传感器(12)、x方向左侧位移传感器(18)、x方向左侧位移传感器支杆(16)、x方向右侧位移传感器(7)和x方向右侧位移传感器支杆(4);所述剪切盒(77)包括上剪切盒(22)和下剪切盒(37);x方向左侧位移传感器(18)通过x方向左侧位移传感器支杆(16)安装在所述下剪切盒(37)的左侧;x方向右侧位移传感器(7)通过x方向右侧位移传感器支杆(4)安装在所述下剪切盒(37)的右侧。
3.根据权利要求2所述的可实现声发射测试的多方向岩石剪切试验系统,其特征在于:所述下剪切盒(37)位于x方向滑动辊组(15)上;有下剪切盒外卡槽(38)设置于所述下剪切盒(37)上;所述下剪切盒(37)通过下剪切盒外卡槽(38)和y方向滑动辊组(14)与y方向滑块支座(5)连接;y方向滑块支座(5)固定在所述内反力框架(2)内侧底部。
4.根据权利要求3所述的可实现声发射测试的多方向岩石剪切试验系统,其特征在于:x方向左侧位移传感器支杆(16)、x方向左侧位移传感器(18)、x方向右侧位移传感器支杆(4)和x方向右侧位移传感器(7)分别布置在所述下剪切盒(37)的两侧;x方向左下力传感器(17)、x方向左下加载缸(19)、x方向右下力传感器(8)和x方向右下加载缸(6)分别布置在所述下剪切盒(37)的两侧、且位于x方向左侧位移传感器(18)和x方向右侧位移传感器(7)上方;x方向左上力传感器(20)、x方向左上加载缸(21)、x方向右上加载缸(9)和x方向右上力传感器(10)分别布置在上剪切盒(22)的两侧;垂直向承压板(11)、垂直加载力传感器(24)和垂直加载油缸(25)自下而上依次布置在所述上剪切盒(22)上方;所述垂直加载油缸(25)固定在所述内反力框架(2)顶部;垂直向位移传感器(12)安装在垂直向承压板(11)上;x方向左上加载缸(21)和x方向左下加载缸(19)均垂直固定于所述内反力框架(2)左侧面;x方向右下加载缸(6)和x方向右上加载缸(9)均垂直固定于所述内反力框架(2)右侧面。
5.根据权利要求4所述的可实现声发射测试的多方向岩石剪切试验系统,其特征在于:第二应力加载系统(74)包括y方向右下加载缸(26)、y方向右上加载缸(27)、y方向左下加载油缸(34)、y方向左上加载油缸(35);第二应力测量系统(75)包括y方向右下力传感器(29)、y方向右上力传感器(30)、y方向左下力传感器(32)、y方向左上力传感器(33);第二位移测量系统(76)包括y方向右下位移传感器(28)和y方向左下位移传感器(31);当内反力框架(2)滑入所述外反力框架(1)固定后,y方向左下力传感器(32)、y方向左下加载油缸(34)、y方向右下加载缸(26)、y方向右下力传感器(29)分别布置在所述下剪切盒(37)的两侧;y方向右下位移传感器(28)和y方向左下位移传感器(31)分别布置在所述下剪切盒(37)的两侧、且位于y方向左下加载油缸(34)和y方向右下加载缸(26)下方;y方向右下位移传感器(28)垂直固定于所述外反力框架(1)的右侧面;y方向左下位移传感器(31)垂直固定于所述外反力框架(1)的左侧面;y方向左上力传感器(33)、y方向左上加载油缸(35)、y方向右上加载缸(27)和y方向右上力传感器(30)分别布置在所述上剪切盒(22)的两侧;y方向左下加载油缸(34)和y方向左上加载油缸(35)均垂直固定于所述外反力框架(1)左侧面;y方向右下加载缸(26)和y方向右上加载缸(27)均垂直固定于所述外反力框架(1)右侧面。
6.根据权利要求5所述的可实现声发射测试的多方向岩石剪切试验系统,其特征在于:所述声发射测试系统(82)包括声发射探头位置孔(39)、声发射探头固定弹簧(40)、声发射探头(41)和声发射采集控制系统(55);所述声发射探头(41)通过声发射探头固定弹簧(40)安装在声发射探头位置孔(39)中;声发射探头(41)通过导线与声发射采集控制系统(55)连接。
7.根据权利要求6所述的可实现声发射测试的多方向岩石剪切试验系统,其特征在于:所述声发射探头(41)有多个;声发射探头(41)、声发射探头固定弹簧(40)、声发射探头位置孔(39)的数量相等;多个声发射探头位置孔(39)分别设置在所述上剪切盒(22)和所述下剪切盒(37)上。





