一种页岩层间蠕变剪切测试仪的制作方法

本实用新型属于岩土工程材料剪切强度测试技术领域，尤其是涉及一种新型页岩的层间蠕变剪切测试仪。

背景技术：

岩土工程材料层间蠕变剪切强度测定是描述岩土工程材料力学特性的重要参数之一，在岩土工程中，蠕变剪切破坏是岩土材料失效的一种主要的形式。虽然已有数种方法用于层间剪切强度的测试，但尚无统一的工程材料剪切强度测试方法及其相应的测试装置，并且都存在一定的问题。在测试断面上能产生均匀分布的层间蠕变剪切应力的试验方法至今还没有确立。因而现如今在实验室对岩土工程材料剪切强度进行测试时，均不同程度地存在测试标准不统一、操作不方便、仪器制造工艺繁杂、测试结果不可靠等多种缺陷和不足。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有的技术中的不足，提供一种新型用于页岩的层间蠕变剪切测试仪，其结构简单、设计合理、使用操作简单、制造工艺简单、且测试结果稳定可靠，能有效解决现有页岩层间蠕变剪切强度测试方法存在的测试标准不统一、操作不便、仪器制造工艺繁杂、测试结果不可靠等实际问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种页岩层间蠕变剪切测试仪，其特征在于：包括用于支撑页岩试件的底座、由上至下对页岩试件中间试验节段循环加载的加载机构、对呈水平布设的页岩试件进行固定的固定套、用于定位页岩试件试验节段的定位机构和对页岩试件应变进行测量的测量装置；

所述加载机构包括砝码、布设在页岩试件中间试验节段顶部的砝码座、固定连接在所述砝码座上方且呈竖直布设的砝码杆和固定安装在所述砝码杆顶端的盖板；

所述固定套包括分别套装在所述页岩试件两端的左侧固定套和右侧固定套，所述固定套水平布设在底座上；

所述定位机构包括多个从左到右并排套装在页岩试件试验节段上的定位套，所述定位套水平布设在所述左侧固定套和右侧固定套之间，所述定位套的顶部为水平的施压面。

上述一种页岩层间蠕变剪切测试仪，其特征是：所述页岩试件为呈水平布设的圆柱状试件。

上述一种页岩层间蠕变剪切测试仪，其特征是：所述左侧固定套和右侧固定套上均开有供所述页岩试件穿过的圆形通孔，所述圆形通孔的直径与页岩试件的直径相同；所述左侧固定套和右侧固定套结构尺寸均相同，所述左侧固定套和右侧固定套均为中心开有圆形通孔的方形套。

上述一种页岩层间蠕变剪切测试仪，其特征是：多个所述定位套均开设有供所述页岩试件穿过的圆形通孔，所述圆形通孔的直径与页岩试件的直径相同，多个所述定位套布设在同一水平面上，多个所述定位套的总宽度与所述左侧固定套和右侧固定套之间的距离相等，多个所述定位套的底部均高于所述左侧固定套和右侧固定套的底部，多个所述定位套的顶部均高于所述左侧固定套和右侧固定套的顶部,所述定位套为中心开有圆形通孔的方形套。

上述一种页岩层间蠕变剪切测试仪，其特征是：所述定位套的厚度为0.1mm～10mm。

上述一种页岩层间蠕变剪切测试仪，其特征是：所述砝码座的宽度不小于多个所述定位套的总宽度。

上述一种页岩层间蠕变剪切测试仪，其特征是：还包括水平布设的支撑台面、固定安装在所述支撑台面的两个立柱和固定连接在两个所述立柱顶端的横梁，所述横梁呈水平布设。

上述一种页岩层间蠕变剪切测试仪，其特征是：所述底座水平固定在所述支撑台面上，所述左侧固定套和右侧固定套的底部水平布设在所述底座上。

上述一种页岩层间蠕变剪切测试仪，其特征是：所述砝码杆为圆柱杆，所述横梁上开设有供所述砝码杆穿过的圆形通孔，所述圆形通孔的直径大于砝码杆横截面的直径。

上述一种页岩层间蠕变剪切测试仪，其特征是：所述测量装置为竖向布设的数显百分表，所述数显百分表固定安装在所述横梁上，所述数显百分表的测头与所述盖板相配合。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

l、仪器结构简单、安装方便且投入成本低。

2、仪器制造工艺简单快捷，便于投入大批量生产。

3、仪器适用于多种规格试件。左侧固定套和右侧固定套均设有供圆柱状的页岩试件穿过的圆形通孔，圆形通孔两端没有限位机构，能够测试不同长度的页岩试件。

4、测试时通过增加砝码控制加载压力，测试水平稳定较为理想且更加方便。

5、测试数据可靠且实验结果稳定，通过数显百分表记录测试过程中页岩试件的应变，同时将数据传输到数据采集设备上进行记录和分析。

6、使用操作简便且实用价值高，无污染，对周围环境影响小，施力机构通过增加砝码的方式来实现，简便、准确。

7、使用效果好，本实用新型采用的加载方式为通过一个固定定位套对装于定位套内的试件两侧进行水平限位固定，并通过施压机构对试件两端(具体是固定定位套与定位套之间的结合部)施加动态压力，在一定的时间内使页岩试件层间产生位移，通过数显百分表能够读取。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理、使用操作简便且测试结果稳定可靠，操作方便、仪器制造工艺简单、测试结果可靠稳定。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的使用状态图。

图2为本实用新型固定套的结构示意图。

图3为本实用新型定位套的结构示意图。

图4为本实用新型数显百分表和数据采集设备的连接框图。

附图标记说明:

1—页岩试件； 2-1—左侧固定套； 2-2—右侧固定套；

3—定位套； 4-1—上压头； 4-2—下压头；

5—砝码； 6—砝码杆； 7—数显百分表；

8—盖板； 9—数据采集设备； 10—横梁；

11—立柱； 12—支撑台面。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括用于支撑页岩试件1的底座、由上至下对页岩试件1中间试验节段循环加载的加载机构、对呈水平布设的页岩试件1进行固定的固定套、用于定位页岩试件试验节段的定位机构和对页岩试件1应变进行测量的测量装置；

所述加载机构包括砝码5、布设在页岩试件1中间试验节段顶部的砝码座、固定连接在所述砝码座上方且呈竖直布设的砝码杆6和固定安装在所述砝码杆6顶端的盖板8；

所述固定套包括分别套装在所述页岩试件1两端的左侧固定套2-1和右侧固定套2-2，所述固定套水平布设在底座上；

所述定位机构包括多个从左到右并排套装在页岩试件试验节段上的定位套3，所述定位套3水平布设在所述左侧固定套2-1和右侧固定套2-1之间，所述定位套3的顶部为水平的施压面。

本实施例中，底座为固定不动的下压头4-2，砝码座为上压头4-1且为施压元件。

实际使用时，采用砝码5及砝码杆6配合使用的加载装置，持续对页岩试件1进行施压加载，加载的压力为砝码5、砝码杆6、盖板8和上压头4-1的重力之和，砝码杆6、盖板8和上压头4-1的质量固定且已知，能够实现循环加载，操作方便。

本实施例中，所述页岩试件1为呈水平布设的圆柱状试件。

实际使用时，页岩试件1的直径为19mm～21mm，长度为65mm～75mm、95mm～105mm、140mm～l6Omm；优选的，本实用新型中页岩试件1的直径为20mm，长度为100mm。

本实施例中，所述左侧固定套2-1和右侧固定套2-2上均开有供所述页岩试件1穿过的圆形通孔，所述圆形通孔的直径与页岩试件1的直径相同；如图2所示，所述左侧固定套2-1和右侧固定套2-2结构尺寸均相同，所述左侧固定套2-1和右侧固定套2-2均为中心开有圆形通孔的方形套。

实际使用时，圆形通孔两端没有限位机构，能够测试不同长度的页岩试件1；

实际使用时，左侧固定套2-1和右侧固定套2-2的厚度均为30mm。

本实施例中，多个所述定位套3均开设有供所述页岩试件1穿过的圆形通孔，所述圆形通孔的直径与页岩试件1的直径相同，多个所述定位套3布设在同一水平面上，多个所述定位套3的总宽度与所述左侧固定套2-1和右侧固定套2-2之间的距离相等，多个所述定位套3的底部均高于所述左侧固定套2-1和右侧固定套2-2的底部，多个所述定位套3的顶部均高于所述左侧固定套2-1和右侧固定套2-2的顶部,如图3所示，所述定位套3为中心开有圆形通孔的方形套。

本实施例中，所述定位套3的厚度为0.1mm～10mm。

实际使用时，可根据页岩试件实验段的长度选用相应数量和规格的定位套3，达到对页岩试件试验段准确定位的目的，当试件的中间试验段长度是10.5mm时即选用一块10mm、1块0.2mm和1块0.3mm的定位套3。

本实施例中，所述砝码座的宽度不小于多个所述定位套3的总宽度。

本实施例中，还包括水平布设的支撑台面12、固定安装在所述支撑台面12的两个立柱11和固定连接在两个所述立柱11顶端的横梁10，所述横梁10呈水平布设。

所述下压头4-2水平固定在所述支撑台面12上，所述左侧固定套2-1和右侧固定套2-2的底部水平布设在所述底座4-2上。

本实施例中，所述底座水平固定在所述支撑台面12上，所述左侧固定套2-1和右侧固定套2-2的底部水平布设在所述底座上。

本实施例中，所述砝码杆6为圆柱杆，所述横梁10上开设有供所述砝码杆6穿过的圆形通孔，所述圆形通孔的直径大于砝码杆6横截面的直径，减小测试过程中砝码杆6碰触横梁10对位移测量产生的误差。

本实施例中，所述测量装置为竖向布设的数显百分表7，所述数显百分表7固定安装在所述横梁10上，所述数显百分表7的测头与所述盖板8相配合。随着对页岩试件1进行加载，页岩试件1层间产生位移，加载装置随之向下移动，盖板8带动数显百分表7的测头向下移动，数显百分表7能够准确灵敏的测得页岩试件1的层间位移。

如图4所示，本实用新型，数显百分表7上设置有USB接口，通过USB线将测得的位移传输给数据采集设备9；

实际使用时，优选的数据采集设备9是笔记本电脑。

本实用新型使用时，将页岩试件1两端用左侧固定套2-1和右侧固定套2-2固定、中间试验节段套装定位机构，将试件固定套水平放置在下压头4-2的顶部，将上压头4-1接触定位机构，通过砝码5对页岩试件1进行加载，通过数显百分表7和数据采集设备9对页岩试件1的层间位移进行记录，到达预设时间后即可进行新一轮的砝码5加载，并做好记录，直至完成页岩层间蠕变剪切实验。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。