(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210879198.X (22)申请日 2022.07.25 (71)申请人 南京理工大 学 地址 210000 江苏省南京市玄武区孝陵卫 街道孝陵卫 街200号 (72)发明人 顾琳琳　尹克飞　王振　吴红晓　 郑葳　王锦源　巫浩宏　何鹏涛　 (74)专利代理 机构 青岛高晓专利事务所(普通 合伙) 37104 专利代理师 黄晓敏 (51)Int.Cl. G01N 3/24(2006.01) G01N 3/307(2006.01) G01N 3/06(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种用于岩石节理剪切蠕变-冲击试验的加 载装置 (57)摘要 本发明属于岩石剪切试验技术领域， 涉及一 种用于岩石节理剪切蠕变 ‑冲击试验的加载装 置， 包括齿轮固定板、 承台压盘、 伸缩杆、 剪力加 载杆和摆锤支撑架， 齿轮固定板左侧上端转动安 装有同轴可调倍率扩力齿轮轴， 同轴可调倍率扩 力齿轮轴最前侧 固定安装有同轴可调倍率扩力 齿轮小径轮， 述同轴可调倍率扩力齿轮小径轮后 侧固定安装有同轴可调倍率扩力齿轮中径轮， 述 同轴可调倍率扩力齿轮中径轮后侧 固定安装有 同轴可调倍率扩力齿轮大径轮， 齿轮固定板右侧 上端开设有滑槽， 发明通过纯机械方式进行剪力 的加载提供稳定的剪力载荷， 同时降低了成本， 提高了剪力加载的精准效果。 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 CN 115389344 A 2022.11.25 CN 115389344 A 1.一种用于岩石节理剪切蠕变 ‑冲击试验的加载装置， 其特征在于， 包括齿轮固定板、 承台压盘、 伸缩杆、 剪力加载杆和摆锤支撑架， 齿轮固定板左侧上端转动安装有同轴可调倍 率扩力齿轮轴， 同轴可调倍率扩力齿轮轴最前侧固定安装有同轴可调倍率扩力齿轮小径 轮， 同轴可调倍率扩力齿轮小径轮后侧固定安装有同轴 可调倍率扩力齿轮中径轮， 同轴 可 调倍率扩力齿轮中径轮后侧固定安装有同轴可调倍率扩力齿轮大径轮， 齿轮固定板右侧上 端开设有滑槽， 滑槽内部嵌装有齿条收放轮， 齿条收放轮侧 壁绕装有齿条且齿条左端下侧 固定连接砝码， 齿轮固定板中心 转动安装有反转齿轮轴， 反转齿轮轴侧壁套装有反转齿轮， 齿轮固定板右侧下端转动安装有同轴扩力齿轮轴， 同轴扩力齿轮轴前侧套装有同轴扩力齿 轮小径齿轮， 同轴扩力齿轮小径齿轮后侧固定安装有同轴扩力齿轮大径齿轮， 伸缩杆安装 在齿轮固定板前侧， 伸缩杆下端安装可调节的伸缩限位卡， 伸缩杆上端转动安装有滚轮， 剪 力加载杆前后侧开设有防脱落滚轮槽且滚轮滑嵌在防脱落滚轮槽内， 承台压盘固定安装在 伸缩杆右侧 地面， 承台压盘上端插装有下剪切盒， 下剪切盒上端安装有上剪切盒且前侧 安 装有应变片， 上剪切盒上侧安装有滚轴， 承台压盘两侧地面固定安装有 竖向支柱， 竖向支柱 侧壁啮合套装有限位螺母， 限位螺母外壁套装有压板， 压板中心固定安装有液压轴力加载 机， 液压轴力加载机下端固定连接有压盘， 下剪切盒右侧外壁固定连接有空心套 管， 空心套 管左侧壁固定安装有半球凹面撞击板， 空心套管上侧固定安装有测速器， 空心套管 的右端 固定安装有限位刚体， 限位刚体内部设置有钢球导轨， 钢球导轨右端口放置有钢球， 钢球导 轨后侧地 面固定安装有摆 锤支撑架， 摆 锤支撑架前侧通过摆线连接有撞锤。 2.根据权利要求1所述用于岩石节理剪切蠕变 ‑冲击试验的加载装置， 其特征在于， 所 述齿条的齿块与同轴可调倍率扩力齿轮中径轮或者同轴可调倍率扩力齿轮大径轮的齿块 皆相互啮合。 3.根据权利要求1所述用于岩石节理剪切蠕变 ‑冲击试验的加载装置， 其特征在于， 所 述剪力加载 杆上侧设有 齿块与同轴扩力齿轮小径齿轮侧壁齿块相互啮合。 4.根据权利要求1所述用于岩石节理剪切蠕变 ‑冲击试验的加载装置， 其特征在于， 所 述空心套管的直径 尺寸与钢球的直径 尺寸相互吻合。 5.根据权利要求1所述用于岩石节理剪切蠕变 ‑冲击试验的加载装置， 其特征在于， 所 述竖向支 柱外壁设有与限位螺母内壁螺纹相互啮合的螺纹。 6.根据权利要求1所述用于岩石节理剪切蠕变 ‑冲击试验的加载装置， 其特征在于， 所 述滚轮的直径 尺寸与防脱落滚轮槽的直径相互吻合。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115389344 A 2一种用于岩石节理剪切蠕变 ‑冲击试验的加载装 置 技术领域 [0001]本发明属于岩石剪切试验技术领域， 涉及一种用于岩石节理剪切蠕变 ‑冲击试验 的加载装置 。 背景技术 [0002]随着经济与科技的高速发张， 基础设施建设正以前所未有的速度开展， 隧道开挖 必须考虑山体围岩的蠕变效应。 爆破目前依然是主要开挖方式之一， 其冲击作用对岩体稳 定性的影响是开挖作业必须加以考虑的因素。 自然界的岩石多含节理， 深入研究含结构面 岩石的蠕变尤其是剪切蠕变和冲击荷载下的特性， 对于研究深部隧洞或地下工事的安全是 非常重要的。 [0003]专利CN110687272A公布了一种基于地热开采的岩石节理面剪切渗流试验装置及 试验方法， 该装置通过法向加载装置对岩石试样的顶面施加静态或者动态的法向力， 以模 拟地热开采过程中断层所承受的静态或者动态的法向力； 通过剪切加载装置在剪切方向对 下剪切箱施加相对上剪切箱 运动或者运动趋势的剪切力， 以模拟地热开采过程中 断层所承 受的剪切力， 剪切加载通过液压组件提供施力， 液压组件组件在运作过程中由于油泵的压 力驱动， 加载控制的荷载不稳定， 从而使加载过程中剪切力不稳定， 使实验的结果不精准， 同时液压组件成本较高， 操作繁琐， 降低了加载装置的实际使用效果。 发明内容 [0004]本发明的目的在于现有技术存在的缺点， 设计提供一种用于岩石节理剪切蠕变 ‑ 冲击试验的加载装置 。 [0005]为实现上述目的， 本发明所述用于岩石节理剪切蠕变 ‑冲击试验的加载装置包括 齿轮固定板、 承台压盘、 伸缩杆、 剪力加载杆和摆锤支撑架， 齿轮固定板左侧上端转动安装 有同轴可调倍率扩力齿轮轴， 同轴可调倍率扩力齿轮轴最前侧固定安装有同轴可调倍率扩 力齿轮小径轮， 同轴可调倍率扩力齿轮小径轮后侧固定安装有同轴可调倍率扩力齿轮中径 轮， 同轴可调倍率扩力齿轮中径轮后侧固定安装有同轴 可调倍率扩力齿轮大径轮， 齿轮固 定板右侧上端开设有滑槽， 滑槽内部嵌装有齿条收放轮， 齿条收放轮侧 壁绕装有齿条且齿 条左端下侧固定连接砝码， 齿轮固定板中心转动安装有反转齿轮轴， 反转齿轮轴侧 壁套装 有反转齿轮， 齿轮固定板右侧下端转动安装有同轴扩力齿轮轴， 同轴扩力齿轮轴 前侧套装 有同轴扩力齿轮小径齿轮， 同轴扩力齿轮小径齿轮后侧固定安装有同轴扩力齿轮大径齿 轮， 伸缩杆安装在齿轮固定板前侧， 伸缩杆下端安装可调节的伸缩限位卡， 伸缩杆上端转动 安装有滚轮， 剪力加载杆前后侧 开设有防脱落滚轮槽且滚轮滑嵌在防脱落滚轮槽内， 承台 压盘固定安装在伸缩杆右侧 地面， 承台压盘上端插装有下剪切盒， 下剪切盒上端安装有上 剪切盒且前侧 安装有应变片， 上剪切盒上侧 安装有滚轴， 承台压盘两侧 地面固定安装有竖 向支柱， 竖向支柱侧壁 啮合套装有限位螺母， 限位螺母外壁套装有压板， 压板中心固定安装 有液压轴力加载机， 液压轴力加载机下端固定连接有压盘， 下剪切盒右侧外壁固定连接有说　明　书 1/4 页 3 CN 115389344 A 3