岩石变角剪切装置的用途与重要性
时间:2023-04-19 阅读:432
岩石的抗剪强度是岩石重要的力学性质之一,对岩石抗剪强度的研究是对公路、铁路、水利和矿山等岩体工程研究的基础。开展岩石抗剪强度的研究获得抗剪相关参数和本构方程,为岩体工程的建设与发展提供了理论基础。
事实上,在岩石工程实践中,无论是自然力量地震、火山和地质构造,还是人工开挖和爆破等对岩体的作用力都具有不确定性,工程结构不仅承受静态剪切荷载的作用,而且常常遭受动态剪切荷载(例如爆炸波和地震波)的作用而发生动态剪切失稳破坏。例如常见的岩体边坡因地震作用发生动态剪切失稳破坏而导致滑坡、泥石流等灾害产生。因此,了解并掌握岩石类材料在一定范围的应变率作用下的动态剪切力学特性及其破坏规律则显得十分必要。
在岩石力学的试验中也常常涉及到岩石剪切破坏、岩石剪切蠕变破坏等问题。目前测定岩石剪切强度的试验方法很多,主要有:直剪试验、变角剪切试验以及三轴压缩试验。变角剪切试验是其中醉简单的一种方法,具有设备简单、操作简便、费用低等优点。变角剪切试验利用压力试验机施加垂直荷载,通过特制的夹具使岩块试样沿一个剪切面剪断,通过改变剪切面的倾斜角度可以获得一系列岩块剪切破坏时的正应力和剪应力组合,绘制这两种应力之间的关系曲线(即强度包络线),可以求得岩石的内摩擦角和内聚力等力学参数。但是目前现有的岩石变角剪切装置,体积较大,结构复杂,造价过高,而且现有的岩石变角度剪切装置角度调节范围大且较灵活,但是在压力机施加较大压力的情况下转动角度部件易发生滑移,而影响剪切试验的精度。