本發(fā)明屬于巖石剪切試驗領(lǐng)域，特別是涉及一種富水環(huán)境巖石剪切力試驗裝置。

背景技術(shù)：

1、在隧道開挖時，往往都會遇到富水區(qū)域，此時研究富水環(huán)境下巖石的剪切應(yīng)力狀況將會對評估整個工程的安全性和穩(wěn)定性起到至關(guān)重要的作用。

2、目前在研究富水環(huán)境下巖石的剪切應(yīng)力時，其實驗箱內(nèi)下部移動的安裝有下剪切盒，實驗人員拿住試樣的上部，并將試樣的下部放置在下限位盒內(nèi)，再在試樣的上部套在上剪切盒內(nèi)，再將實驗箱內(nèi)注入水，通過上剪切盒和下剪切盒對試樣上部和下部進(jìn)行剪切試驗，從而模擬出試樣在富水條件下的剪切應(yīng)力實驗。然而在試驗過程中由于實驗箱內(nèi)部空間有限，安裝試樣時操作空間有限，不方便進(jìn)行試樣的安裝。

3、綜上所述，目前試驗裝置存在的問題在于：實驗箱內(nèi)操作空間有限，不方便進(jìn)行試樣的安裝。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種富水環(huán)境巖石剪切力試驗裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中實驗箱內(nèi)操作空間有限，不方便進(jìn)行試樣的安裝的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種富水環(huán)境巖石剪切力試驗裝置，所述試驗裝置包括，

3、左半箱體和右半箱體，所述左半箱體和右半箱體相互移動并能拼成箱體，所述左半箱體與右半箱體相接觸的面為貼合面，所述貼合面與水平面相垂直，所述左半箱體和右半箱體的內(nèi)底壁均呈傾斜設(shè)置，所述左半箱體的內(nèi)底壁與貼合面呈銳角，所述右半箱體的內(nèi)底壁與貼合面也呈銳角；

4、泥沙模擬單元，所述泥沙模擬單元包括泥沙儲存箱、攪拌箱、進(jìn)水管和出水管；所述泥沙儲存箱與攪拌箱通過連通管連通，所述攪拌箱上還連通有進(jìn)水管，所述進(jìn)水管連通攪拌箱與箱體，所述出水管的出水端連通攪拌箱，所述出水管的進(jìn)水端連通箱體；

5、剪切試驗單元，所述剪切試驗單元包括下剪切盒組件和上剪切盒組件，所述下剪切盒組件和上剪切盒組件均設(shè)置在箱體內(nèi)，實驗試樣安裝在下剪切盒組件和上剪切盒組件之間；

6、剪切力供給單元，所述剪切力供給單元包括上剪切力組件和下剪切力組件，所述上剪切力組件為上剪切盒組件提供剪切力，所述下剪切盒組件為下剪切盒組件提供剪切力。

7、作為可選方案，所述右半箱體移動設(shè)置，所述左半箱體上固定安裝有第一伸縮動力源，所述第一伸縮動力源的伸縮端固定連接右半箱體，所述第一伸縮動力源的伸縮方向與貼合面相垂直。

8、作為可選方案，所述試驗裝置還包括用于將試驗后的實驗試樣碎屑進(jìn)行收集的收集單元，所述收集單元包括第一插槽、第一過濾板、第二插槽和第二過濾板；

9、所述第一插槽開設(shè)在左半箱體的底壁，所述第一過濾板的一端插在第一插槽內(nèi)，所述第一過濾板的另一端的端面與貼合面相平齊，所述出水管的進(jìn)水端與左半箱體的交點(diǎn)為進(jìn)水點(diǎn)，所述進(jìn)水點(diǎn)位于第一過濾板的下端面的下方；

10、所述第二插槽開設(shè)在右半箱體的底壁，所述第二過濾板的一端插在第二插槽內(nèi)，所述第二過濾板的另一端的端面與貼合面相平齊。

11、作為可選方案，所述下剪切盒組件和上剪切盒組件均包括框體、支撐架、四個夾持板和若干第一滾珠；

12、所述框體設(shè)置在箱體內(nèi)，所述框體內(nèi)固定安裝有支撐架，所述支撐架與實驗試樣的端面相貼合；

13、所述實驗試樣為矩形，四個所述夾持板分別通過一個距離調(diào)節(jié)模塊安裝在框體的內(nèi)壁，四個所述夾持板的側(cè)壁均滾動安裝有若干第一滾珠，所述第一滾珠與實驗試樣的側(cè)壁相接觸，四個所述夾持板通過第一滾珠夾持實驗試樣的四個側(cè)壁。

14、作為可選方案，所述距離調(diào)節(jié)模塊均包括第一螺紋桿、螺紋套筒、導(dǎo)向桿和導(dǎo)向套筒；

15、所述螺紋套筒固定安裝在夾持板上，所述第一螺紋桿的一端轉(zhuǎn)動安裝在框體的內(nèi)壁，所述第一螺紋桿的另一端插入螺紋套筒內(nèi)并與螺紋套筒螺紋連接；

16、所述導(dǎo)向桿固定安裝在框體上，所述導(dǎo)向套筒的一端固定安裝在夾持板上，所述導(dǎo)向套筒的另一端滑動的套在導(dǎo)向桿外。

17、作為可選方案，所述支撐架上滾動安裝有若干第二滾珠；

18、所述下剪切盒組件的支撐架上的第二滾珠與實驗試樣的底端面相接觸，所述上剪切盒組件的支撐架上的第二滾珠與實驗試樣的頂端面相接觸。

19、作為可選方案，所述下剪切盒組件還包括兩個第一滑塊，兩個所述第一滑塊分別滑動安裝在左半箱體和右半箱體上，兩個所述第一滑塊的滑動方向相平行，且所述第一滑塊的滑動方向與下剪切力組件輸出的剪切力方向相平行；

20、所述下剪切盒組件的框體通過兩個第一轉(zhuǎn)動模塊分別與兩個第一滑塊轉(zhuǎn)動連接，兩個所述第一轉(zhuǎn)動模塊相對于下剪切盒組件的框體對稱設(shè)置，兩個所述第一轉(zhuǎn)動模塊均包括第一轉(zhuǎn)軸、第一棘輪、第一套筒和第二轉(zhuǎn)軸；

21、所述第一轉(zhuǎn)軸的一端固定連接第一滑塊，所述第一套筒套在第一轉(zhuǎn)軸外，且所述第一套筒轉(zhuǎn)動安裝在第一滑塊上，所述第一套筒的轉(zhuǎn)動軸線與貼合面相垂直，所述第一轉(zhuǎn)軸與第一套筒之間通過第一棘輪連接；

22、所述第二轉(zhuǎn)軸的一端滑動安裝在第一套筒內(nèi)，所述第二轉(zhuǎn)軸的另一端固定連接下剪切盒組件的框體，所述第二轉(zhuǎn)軸的滑動方向與第一套筒的轉(zhuǎn)動軸線方向相平行。

23、作為可選方案，所述上剪切盒組件還包括兩個第二滑塊，兩個所述第二滑塊分別滑動安裝在左半箱體和右半箱體上，所述第二滑塊位于第一滑塊的上方，所述第二滑塊的滑動方向與第一滑塊的滑動方向相平行；

24、所述上剪切盒組件的框體通過兩個第二轉(zhuǎn)動模塊分別與兩個第二滑塊連接，兩個所述第二轉(zhuǎn)動模塊相對于上剪切盒組件的框體對稱設(shè)置，兩個所述第二轉(zhuǎn)動模塊均包括第三轉(zhuǎn)軸、第二棘輪、第二套筒、第一導(dǎo)軌、第三滑塊和第二螺紋桿；

25、所述第三轉(zhuǎn)軸的一端固定連接第二滑塊，所述第二套筒套在第三轉(zhuǎn)軸外，且所述第二套筒轉(zhuǎn)動安裝在第二滑塊上，所述第二套筒的轉(zhuǎn)動軸線與第一套筒的轉(zhuǎn)動軸線相平行，所述第三轉(zhuǎn)軸與第二套筒之間通過第二棘輪連接，所述第一棘輪與第二棘輪的轉(zhuǎn)動鎖止方向相反；

26、所述第一導(dǎo)軌固定安裝在第二套筒上，所述第一導(dǎo)軌的導(dǎo)向方向與實驗試樣的中心線相平行；

27、所述第三滑塊滑動安裝在第一導(dǎo)軌上，所述第二螺紋桿轉(zhuǎn)動安裝在第一導(dǎo)軌上，所述第二螺紋桿與第三滑塊螺紋連接，所述第二螺紋桿的轉(zhuǎn)動軸線方向與第三滑塊的滑動方向相平行；

28、所述第三滑塊與上剪切盒組件的框體之間通過螺釘連接。

29、作為可選方案，所述上剪切力組件和下剪切力組件分別位于實驗試樣相對的兩側(cè)；

30、所述上剪切力組件和下剪切力組件均包括有l(wèi)形安裝塊、液壓缸、第二導(dǎo)軌、第四滑塊和第三螺紋桿；

31、所述第二導(dǎo)軌固定安裝在左半箱體或右半箱體上，所述第四滑塊滑動安裝在第二導(dǎo)軌上，所述第四滑塊的滑動軸線與水平面相垂直，所述第三螺紋桿轉(zhuǎn)動安裝在第二導(dǎo)軌上，所述第三螺紋桿的轉(zhuǎn)動軸線與第四滑塊的滑動方向相平行，所述第三螺紋桿與第四滑塊螺紋連接；

32、所述液壓缸固定安裝在第四滑塊上，所述液壓缸的伸縮方向與第一套筒的轉(zhuǎn)動軸線方向相垂直，且所述液壓缸的伸縮方向與水平面相平行，所述上剪切力組件的液壓缸通過上剪切盒組件的框體為實驗試樣的上部施加剪切力，所述下剪切力組件的液壓缸通過下剪切盒組件的框體為實驗試樣的下部施加剪切力；

33、所述l形安裝塊固定安裝在框體的側(cè)壁，所述液壓缸的伸縮桿的端部與l形安裝塊的內(nèi)壁相接觸。

34、作為可選方案，所述液壓缸的伸縮桿的端部為球頭狀。

35、如上所述，本發(fā)明提出一種富水環(huán)境巖石剪切力試驗裝置，至少具有以下有益效果：

36、1、本技術(shù)通過設(shè)置的左半箱體和右半箱體，可以在開始試驗時讓左半箱體和右半箱體相向移動，從而增加裝載實驗試樣的空間，便于進(jìn)行試驗；

37、2、本技術(shù)通過設(shè)置的泥沙儲存箱可以向攪拌箱內(nèi)添加泥沙，將水與泥沙混合之后，可以模擬出含有雜質(zhì)的水質(zhì)狀態(tài)下的實驗狀況；

38、3、本技術(shù)通過設(shè)置的第一過濾板、第二過濾板和、左半箱體、右半箱體，可以對試驗后的實驗試樣碎屑進(jìn)行收集，避免了實驗試樣碎屑進(jìn)入攪拌箱內(nèi)，保證了試驗的效果；

39、4、本技術(shù)通過設(shè)置的可轉(zhuǎn)動的上剪切盒和下剪切盒，通過將實驗試樣轉(zhuǎn)動成不同的角度，既可以模擬出不同角度的巖層分布狀況，即只需要制作一種的實驗試樣即可實現(xiàn)對不同角度的巖層模擬，管理方便，便于制作試樣；

40、5、本技術(shù)通過設(shè)置第一滾珠和第二滾珠，由于第一滾珠和第二滾珠與實驗試樣之間為點(diǎn)接觸，可以減小與實驗試樣的接觸面積，可以讓水與實驗試樣充分的接觸，保證了試驗效果，同時由于第一滾珠為滾動設(shè)置，可以讓實驗試樣更快捷的安裝；

41、6、本技術(shù)通過設(shè)置的距離調(diào)節(jié)模塊可以調(diào)整夾持板的位置，可以實現(xiàn)對不同大小的實驗試樣進(jìn)行夾持和實驗；

42、7、本技術(shù)通過將液壓缸的伸縮桿的端部設(shè)置為球頭狀，再與l形安裝塊相配合，可以讓液壓缸對不同角度的框體均能施加剪切力。