所述的透明试件箱2采用有机玻璃材质，所述的外围框架3和连接杆8采用钢制。
[0018]所述的连接杆8的两端制作成螺纹杆，并通过紧固螺母连接在后靠支撑板I和前靠支撑板12上。
[0019]本实用新型的使用方法包括以下步骤:a采用岩土试验材料制作一个1cmX 1cmX 1cm的立方体试件，并在其中的一个面上进行人工制斑；b将玻璃箱体结构从发明的卸载装置中取出，松开外围框架3的螺杆螺栓，将制作好的试件放入模型箱中，接着，拧紧钢框架螺杆螺栓，拧紧的程度为即能夹紧试件又能保证卸载压板4水平自由滑动图2 ;c再将透明试件箱结构放回发明的卸载装置中，并摇动手轮9使手动卸载装置与卸载压板4接触，保证卸载压板4与手动卸载装置之间的力能够完全传递；d将整个侧向卸载实验装置搬到压力实验机的工作台面上，在试件人工制斑面的一侧约0.5?Im处布置一台相机以对试验过程中试件的变形破裂状况进行观测；e在压力实验机往试件顶面施加一个恒定压力的前提下，分多次摇动手轮9对试件进行侧向卸载，每次卸载的压力大小及卸载后静置的时间保持相同，直至试件发生破坏为止。
[0020]所述的步骤a中，对立方体试件进行人工制斑的方法是:采用黄、黑、蓝、红等多种颜料，在立方体试件的一个面上人工制造一些斑点或纹理，使相机采集的图像的各个像素点的色彩更为鲜明。
[0021]所述的步骤d中，相机对实验过程中试件的变形破裂状况进行观测是这样实现的:相机每隔一段时间就对试件进行一次拍摄照相，然后计算机就会通过安装在该机子上的数字照相量测软件PhotoInfor对每次拍摄到的图像进行分析，求得试件观测面上各个点在不同时刻图像上的像素点变化状况，最后根据图像一个像素点所代表的实际长度大小得到试件观测面上各个点的变形状况。而试件的破裂状况则可直接通过观测各个时刻的图像得出。
[0022]图1的实施例中本实用新型由后靠支撑板、玻璃箱体结构、手动卸载装置和4根钢杆组成。其中后靠支撑板与手动卸载装置通过根钢杆连接在一起，主要是防止玻璃箱体结构在卸载压板4的压力作用下发生滑动；而玻璃箱体结构则由有机玻璃箱、外围钢框架和卸载压板组成，有机玻璃箱由4块有机玻璃板粘结而成卸载侧和顶面两个方向空置处理，形成一个长X宽X高为15cmX 1cmX 13cm的内空间，而外围钢框架则由两块中空的钢板通过4根螺纹杆连接组成，起到保证有机玻璃箱在荷载作用下不发生鼓肚变形而有机玻璃箱内试件的变形破裂状况仍可通过相机直接观测，卸载压板4由一块有机玻璃板和一个钢接头连接而成，卸载压板4长9.8cm，高13cm，厚1.5cm ;手轮9的作用是摇动手轮9使卸载压板4沿着卸载方向移动，蜗轮蜗杆减速器10的作用将对手轮9的回转数进行折减，达到对试件进行缓慢卸载的目的，丝杆的作用是将手轮9的回转运动转化为卸载压板4的直线运动，负荷传感器6的作用则是对卸载压板4上的压力进行测试，并通过负荷显示器11显示出具体数值。
[0023]图2说明了试件制作完成后其放置在有透明试件箱2内的过程。首先松开透明试件箱2外钢框架的螺杆螺栓，将制作好的试件放入玻璃箱内的同时保证其人工制斑面对应透明试件箱2外围钢板的中空位置，接着，拧紧钢框架螺杆螺栓，拧紧的程度为即能夹紧试件又能保证卸载压板4水平自由滑动。
【主权项】
1.一种模拟地下工程开挖时岩土单元卸荷的实验装置，其特征在于:它包括后靠支撑板(I)和前靠支撑板(12)，后靠支撑板(I)和前靠支撑板(12)之间通过四个连接杆(8)固定形成机架，在后靠支撑板(I)和前靠支撑板(12)之间靠近后靠支撑板(I)的位置装有透明试件箱(2)，透明试件箱(2)是上面开口的箱体，透明试件箱(2)的两侧装有中空的夹板，中空的夹板之间通过四组螺杆螺母组件(3-1)组成外围框架(3)，透明试件箱(2)朝向前靠支撑板(12)的一面开口并装有卸载压板(4)，卸载压板(4)朝向前靠支撑板(12)的一端固定有压板接头(5);所述的前靠支撑板(12)上装有手动卸载装置，手动卸载装置包括手轮(9)、蜗轮蜗杆减速器(10)和螺旋传动机构(7)，螺旋传动机构(7)包括丝杆(7-1)和螺母(7-2)，螺母(7-2)外装有导筒(7-3)，导筒(7-3)固定在前靠支撑板(12)的内侧，所述的手轮(9)通过所述的蜗轮蜗杆减速器(10)将运动传递给螺旋传动机构(7)的丝杆(7-1);在所述的螺母(7-2)与压板接头(5)之间连接有负荷传感器(6)，负荷传感器(6)电连接有负荷显示器(11)。
2.根据权利要求1所述的模拟地下工程开挖时岩土单元卸荷的实验装置，其特征在于:所述的透明试件箱(2)采用有机玻璃材质，所述的外围框架(3)和连接杆(8)采用钢制。
3.根据权利要求1所述的模拟地下工程开挖时岩土单元卸荷的实验装置，其特征在于:所述的连接杆(8)的两端制作成螺纹杆，并通过紧固螺母连接在后靠支撑板(I)和前靠支撑板(12)上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种模拟地下工程开挖时岩土单元卸荷的实验装置，属于岩土体侧向卸载变形破裂观测实验装置技术领域。本实用新型包括后靠支撑板和前靠支撑板，和透明试件箱，透明试件箱是上面开口的箱体，透明试件箱两侧装有中空的夹板组成外围框架，透明试件箱一面开口并装有卸载压板，前靠支撑板上装有手动卸载装置，手动卸载装置包括手轮、蜗轮蜗杆减速器和螺旋传动机构，螺旋传动机构包括丝杆和螺母，在所述的螺母与压板接头之间连接有负荷传感器，负荷传感器电连接有负荷显示器。本实用新型可在简单压力机下进行直接运用，解决了当前岩土体侧向卸载实验技术未能有效解决岩土体侧向卸载变形破裂直接观测的问题。
【IPC分类】G01N3-02, G01N3-06
【公开号】CN204373994
【申请号】CN201520012760
【发明人】刘继强, 韩雪峰, 李元海, 杨帆, 高文艺
【申请人】中铁建设投资集团有限公司, 中国矿业大学
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2015年1月8日