1.一种模拟三面节理分布岩石主应力循环试验装置,其特征在于,该试验装置包括:加载装置、底板(1)、侧板(3)、顶板(4)和承载支架(5);所述底板(1)上方设置所述承载支架(5),所述承载支架(5)上用于放置混凝土试样(41),所述承载支架(5)包括三个板体,三个所述板体固定连接并位于三个互相垂直的空间面上,三个所述板体共同构成方形开口槽,所述方形开口槽包裹所述混凝土试样(41)的底部顶角,将所述混凝土试样(41)的三个面包裹并裸露出另外三个面,三个裸露面上分别设置所述加载装置,所述混凝土试样(41)相对的两个面分别为所述加载装置和所述板体;所述底板(1)上固定连接四个侧板(3),四个所述侧板(3)分布在所述混凝土试样(41)的四周,其中相邻两个所述侧板(3)通过连接组件(2)可拆卸连接其中两个所述加载装置,另外相邻两个所述侧板(3)通过支撑柱(7)固定连接所述承载支架(5),所述承载支架(5)底部通过支撑柱(7)固定连接所述底板(1);其中相对的两个所述侧板(3)的顶部可拆卸连接所述顶板(4),所述顶板(4)通过连接组件(2)可拆卸连接另外一个所述加载装置;所述加载装置用于施加压力到所述混凝土试样(41)的壁面;三个所述加载装置分别为加载装置A、加载装置B和加载装置C;其中加载装置A为可调最大压力加载装置(6),加载装置B和加载装置C为固定最大压力加载装置(8);所述可调最大压力加载装置(6)包括固定板(601)、驱动装置(603)、连接板(604)、旋转座(605)、丝杆(606)、螺纹套(607)、连接杆(609)、压板(611)和限位结构;所述固定板(601)和所述连接板(604)并排设置,所述驱动装置(603)安装在所述固定板(601)和所述连接板(604)之间,所述驱动装置(603)的输出端穿过所述连接板(604)并固定连接所述旋转座(605),所述旋转座(605)可转动地设置在所述连接板(604)上,所述旋转座(605)远离所述驱动装置(603)的一端固定连接所述丝杆(606)的一端,所述丝杆(606)的另外一端螺纹连接所述螺纹套(607),所述螺纹套(607)的侧面连接所述连接杆(609),所述连接杆(609)与所述丝杆(606)的轴线平行,所述连接杆(609)远离所述连接板(604)的一端连接所述压板(611);所述驱动装置(603)用于驱动所述旋转座(605)转动,使所述丝杆(606)转动;所述连接杆(609)的侧面连接所述限位结构,用于限位所述连接杆(609)围绕所述丝杆(606)转动,从而使所述螺纹套(607)沿着所述丝杆(606)移动,所述压板(611)朝向所述混凝土试样(41)的壁面;所述限位结构包括立杆(612)、凸块(613)、挡块(614)、第二限位块(615)、中间板(616)和盖板(617);所述立杆(612)与所述连接杆(609)平行且间隔设置,所述立杆(612)位于所述连接杆(609)远离所述丝杆(606)的一侧,所述立杆(612)一端固定连接所述连接板(604),所述立杆(612)上设置有第二腰型通孔,所述中间板(616)位于所述第二腰型通孔内,所述中间板(616)朝向所述连接杆(609)的一端固定连接所述第二限位块(615),所述中间板(616)远离所述连接杆(609)的一端可拆卸连接所述盖板(617);所述连接杆(609)侧面固定连接所述凸块(613),所述凸块(613)端部可拆卸所述挡块(614),所述第二限位块(615)位于所述挡块(614)的转动路径上,所述第二限位块(615)用于抵触所述挡块(614)以形成周向约束;所述中间板(616)可上下滑动的位于所述第二腰型通孔内,所述盖板(617)与所述立杆(612)之间通过齿部(600)以约束竖直高度;通过调节所述第二限位块(615)的高度,改变所述挡块(614)脱离所述第二限位块(615)的行程,以调节所述螺纹套(607)的移动量,从而调节所述压板(611)所施加的最大压力值,实现调节 的功能;所述限位结构还包括第一限位块(618)、传动块(619)、伸缩杆(620)和升降机构;所述立杆(612)上设置有第一腰型通孔,所述第一腰型通孔内设置所述传动块(619),所述传动块(619)朝向所述连接杆(609)的一端固定连接所述第一限位块(618),所述第一限位块(618)位于所述第二限位块(615)的上方,所述传动块(619)远离所述连接杆(609)的一端固定连接所述伸缩杆(620),所述伸缩杆(620)与所述立杆(612)平行,所述伸缩杆(620)远离所述传动块(619)的一端连接所述升降机构,用于升降所述第一限位块(618);当所述丝杆(606)转动使所述压板(611)朝向所述混凝土试样(41)运动时,所述第一限位块(618)移动至最高高度,所述第一限位块(618)底部与所述第二限位块(615)顶部形成间隔;当所述挡块(614)脱离所述第二限位块(615)时,所述挡块(614)进入到所述第二限位块(615)上方的间隔内;当所述丝杆(606)转动使所述压板(611)远离所述混凝土试样(41)运动时,所述第一限位块(618)移动至最低高度,所述第一限位块(618)底部与所述第二限位块(615)顶部贴合;所述挡块(614)抵接所述第一限位块(618)下端并运动至所述第二限位块(615)上。
2.根据权利要求1所述的一种模拟三面节理分布岩石主应力循环试验装置,其特征在于,所述连接组件(2)包括插接箱(901)、旋转轴(902)、卡接销(904)和连杆(903);所述侧板(3)和所述顶板(4)上均设置有与所述插接箱(901)适配的通孔,所述插接箱(901)插接在所述通孔内,所述插接箱(901)远离所述混凝土试样(41)的一端设置T形部,所述T形部抵接所述通孔的外端面,所述插接箱(901)靠近所述混凝土试样(41)的一端固定连接所述加载装置,所述加载装置的输出端朝向所述混凝土试样(41);所述插接箱(901)内设置空腔,所述插接箱(901)可转的连接所述旋转轴(902),所述旋转轴(902)的一端位于所述空腔内,所述空腔内设置所述连杆(903),所述插接箱(901)的壁面设置连通所述空腔的销孔,所述销孔内可滑动的设置所述卡接销(904),所述旋转轴(902)侧面可转动的连接所述连杆(903)的一端,所述连杆(903)的另外一端可转动的连接所述卡接销(904);所述旋转轴(902)用于转动以推动所述卡接销(904)伸出或缩回所述销孔;所述卡接销(904)与所述T形部位于所述通孔的两端。
3.根据权利要求1所述的一种模拟三面节理分布岩石主应力循环试验装置,其特征在于,所述升降机构包括横杆(621)、转动环(622)、弹簧(623)、滑动套管(624)、固定环板(625)、插接片(626)、楔形底面(627)、弧形槽(628)和竖杆(629);所述立杆(612)上设置有第三腰型通孔,所述横杆(621)穿过所述第三腰型通孔,所述横杆(621)可上下滑动的位于所述第三腰型通孔内,所述横杆(621)位于所述第二限位块(615)下方,所述横杆(621)一端固定连接所述伸缩杆(620),所述横杆(621)另外一端固定连接所述转动环(622)外圈,所述转动环(622)内圈可转动地套设在所述滑动套管(624)上,所述滑动套管(624)可滑动的套设在所述丝杆(606)上,所述滑动套管(624)与所述丝杆(606)之间通过花键实现周向约束;所述滑动套管(624)底部设置呈压缩状态的所述弹簧(623),所述弹簧(623)套设在所述丝杆(606)上,所述弹簧(623)顶部和底部分别抵接所述滑动套管(624)底部和所述旋转座(605)顶部,所述滑动套管(624)上方设置所述固定环板(625),所述丝杆(606)穿过所述固定环板(625),所述固定环板(625)底部固定连接所述竖杆(629)顶部,所述竖杆(629)底部固定连接所述连接板(604)顶部,所述竖杆(629)位于所述立杆(612)与所述丝杆(606)之间,所述竖杆(629)上设置有第四腰型孔,所述横杆(621)穿过所述第四腰型孔;所述滑动套管(624)顶部端面设置有所述弧形槽(628),所述弧形槽(628)的底面为所述楔形底面(627),所述弧形槽(628)内设置适配的所述插接片(626),所述插接片(626)顶部固定连接所述固定环板(625),所述插接片(626)底部与所述楔形底面(627)适配;当所述丝杆(606)带动所述滑动套管(624)转动时,通过所述插接片(626)和所述楔形底面(627)的配合实现所述滑动套管(624)的升降,从而使所述第一限位块(618)升降。
4.根据权利要求1所述的一种模拟三面节理分布岩石主应力循环试验装置,其特征在于,所述连接杆(609)固定连接过渡板(610),所述过渡板(610)可转动地连接所述压板(611)。
5.根据权利要求1所述的一种模拟三面节理分布岩石主应力循环试验装置,其特征在于,所述螺纹套(607)的侧面通过支杆(608)固定连接所述连接杆(609)。
6.一种模拟三面节理分布岩石主应力循环试验方法,应用于权利要求1所述的一种模拟三面节理分布岩石主应力循环试验装置,其特征在于,包括以下步骤:步骤一,试样加工:在混凝土试样(41)上进行切割,切割出槽体,并在槽体内填充黄土以模拟节理;其中,切割倾角通过以下公式计算: , 为切割倾角, 为岩石的内摩擦角;步骤二,将混凝土试样(41)放置于承载支架(5)上,承载支架(5)包括三块板体,三块板体固定连接并包裹混凝土试样(41)底部的一个顶角,使混凝土试样(41)裸露出三个面,其三个裸露面上分别设置加载装置,混凝土试样(41)相对的两个面分别为加载装置和板体;步骤三,通过加载装置对混凝土试样(41)施压,三个加载装置分别为加载装置A、加载装置B和加载装置C;(a)加载装置A加载压力 、加载装置B加载压力 、加载装置C加载压力 ,并且使 ;(b)加载装置A加载 至 ,混凝土试样(41)达到屈服点前降低σ 1 ,待其稳定后,恢复 ;(c)调换加载装置A和加载装置B的位置,然后加载装置A加载 至 ,混凝土试样(41)达到屈服点前降低σ 1 ,待其稳定后,恢复 ;(d)调换加载装置A和加载装置C的位置,然后加载装置A加载 至 ,混凝土试样(41)达到屈服点前降低σ 1 ,待其稳定后,恢复 ;步骤四,递增 并重复步骤三直到混凝土试样(41)被破坏。