(19)国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202222043160.7 (22)申请日 2022.08.04 (73)专利权人 中南大学 地址 410083 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路932号 (72)发明人 孙晓贺　施成华　赵前进　肖国庆　 郑可跃　彭铸　王祖贤　娄义黎　 贾朝军　 (74)专利代理 机构 长沙正奇专利事务所有限责 任公司 431 13 专利代理师 马强 (51)Int.Cl. G01N 3/24(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)实用新型名称 一种界面压 剪试验装置 (57)摘要 本实用新型提供了一种界面压剪试验装置， 属于建筑用试验设备技术领域， 装置主要由反力 架、 水平推力单元、 竖向直线 导轨单元、 水平直线 导轨单元、 剪切盒、 加载块以及垫块组成。 其中反 力架包括底座、 第一侧板、 第二侧板和对拉螺栓； 水平推力单元包括微型千斤顶、 承力板、 承重传 感器； 加载块将试验机压头的力传递至剪切盒。 加载过程中试样由微型千斤顶 提供法向压力， 随 后在单轴加载试验机下对加载块施加压力即可 进行压剪试验， 无需专业剪切试验机， 可节省试 验费用， 提高试验效率。 此外， 该装置结构简单、 制作方便， 可在试验室推广使用。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 218121641 U 2022.12.23 CN 218121641 U 1.一种界面压剪试验装置， 其特征是， 包括反力架， 所述反力架包括底座 （1） 和平行设 置的第一侧板 （2） 和第二侧板 （3） ， 第一侧板 （2） 和第二侧板 （3） 同底座 （1） 顶部平面垂直且 第一侧板 （2） 和第二侧板 （3） 底部 分别同底 座 （1） 左右两端对应固定连接； 第一侧板 （2） 和第 二侧板 （3） 的顶部用对拉螺杆 （4） 固定； 设置在第一侧板 （2） 和第二侧板 （3） 之间并位于底座 （1） 上方的第一剪切盒 （11.1） 和第 二剪切盒 （11.2） 均为前、 后两端为敞口的U型结构， 且第一剪切盒 （11.1） 和第二剪切盒 （11.2） 的开口相对设置； 第一剪切盒 （11.1） 的U形开口相对的背侧与第一侧板 （2） 之间安装 有约束第一剪切盒 （11.1） 仅能作竖直方向上下移动的竖向直线导轨单元， 第二剪切盒 （11.2） 的底部与底座 （1） 之间安装有约束第二剪切盒 （11.2） 仅能作垂直于第一侧板 （2） 板 面或第二侧 板 （3） 板面方向之左右移动的水平直线导轨单元； 所述第一剪切盒 （11.1） 底部 和第二剪切盒 （11.2） 顶部分别设有试样锁定组件； 在第二剪切盒 （11.2） 与第二侧板 （3） 之 间设有水平推力单 元。 2.根据权利要求1所述的一种界面压剪试验装置， 其特征是， 所述水平推力单元包括微 型千斤顶 （5） 、 承力板 （7） 、 承重传感器 （8） ， 所述微型千斤顶 （5） 设置在第二侧板 （3） 和承力 板 （7） 之间； 所述承重传感器 （8） 固定在承力板 （7） 和第二剪切盒 （1 1.2） 之间。 3.根据权利要求1所述的一种界面压剪试验装置， 其特征是， 还包括垫块 （14） ， 所述垫 块 （14） 设置在底 座 （1） 与水平直线导轨单元之间， 垫块 （14） 底部与底座固定连接， 垫块 （14） 顶部与水平直线导轨单 元固定连接 。 4.根据权利要求1所述的一种界面压剪试验装置， 其特征是， 所述竖向直线导轨单元包 括第一直线导轨(9)和可沿第一直线导轨 （9） 滑动的滑 块， 第一直线导轨 （9） 与第一侧板 （2） 固定连接， 滑块与第一剪切盒 （1 1.1） 连接 。 5.根据权利要求1所述的一种界面压剪试验装置， 其特征是， 所述水平直线导轨单元包 括第二直线导轨(10)和可沿第二直线导轨 （10） 滑动的滑 块， 第二直线导轨 （10） 与垫块 （14） 固定连接， 滑块与第二剪切盒 （1 1.2） 固定连接 。 6.根据权利要求2所述的一种界面压剪试验装置， 其特征是， 第一直线导轨  (9)的滑块 中心位置与第一剪切盒(11.1)侧面的中心位置对齐； 微型千斤顶(5)的液压杆与承重传感 器(8)的表 面中心位置对齐； 所述承重传感器(8)的表 面中心位置与第二剪切盒(11.2)侧面 的中心位置对齐。 7.根据权利要求1所述的一种界面压剪试验装置， 其特征是， 所述试样锁定组件包括螺 栓 （11.3） 和垫片 （12） ， 第一剪切盒 （11.1） 的底部内侧和第二剪切盒 （11.2） 顶部内侧均配有 与所述垫片 （12） ， 对应的螺栓 （11.3） 穿过相应剪切盒的螺孔并同该剪切盒螺纹连接； 一端 同垫片 （12） 连接或抵 接， 另一端位于 剪切盒外 。 8.根据权利要求1所述的一种界面压剪试验装置， 其特征是， 还包括加载块 （13） ， 所述 加载块 （13） 放置 于第一剪切盒 （1 1.1） 顶部 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 218121641 U 2一种界面压剪 试验装置 技术领域 [0001]本实用新型 涉及建筑用试验设备技 术领域， 具体为 一种界面压 剪试验装置。 背景技术 [0002]随着土木工程技术的发展， 越来越多的新材料涌现出来， 其中具有特定功能的界 面粘结材料是其中一个重要的分支， 其在工程结构的修复以及新型复合结构的研发上发挥 着重要作用。 如近年来国内外在隧道工程应用的聚合物喷膜防水材料， 具有防水与双面粘 结的特性， 以此发展了 “隧道初支层混凝土 ‑防水喷膜 ‑隧道二衬层混凝土 ”复合结构， 而复 合结构的界面为整个结构的薄弱面， 其界面的剪切性能和变形是一项重要的力学性能指 标， 揭示剪切过程的破坏机理不仅对结构受力破坏的分析意义重大， 而且对指导施工设计 至关重要。 [0003]现有结合万能试验机的剪切试验一般为变角剪切试验， 即在恒定角度下进行剪切 试验， 试验过程中粘结界面上 的法向力与剪切力的大小一直是恒定的比例， 无法实现零法 向压力的直接 剪切或自由法向压力下的剪切试验。 [0004]此外， 现阶段土体直剪试验设备与岩石直剪试验设备虽然可实现自由法向压力下 的剪切试验， 但其中前者因为试验对象为土体， 大多通过一定重量的砝码施加荷载， 所以施 加的荷载有限， 不适用于复合结构界面直剪试验。 而岩石直剪试验设备往往因其高昂的价 格并未获得大规模推广， 同时该设备加载吨位过大， 并不适用于复合结构粘结界面的剪切 试验。 而目前可单轴加载 的试验机应用十分广泛， 因此急需开发一种 可用于单轴 试验机压 剪试验装置， 以实现 复合结构界面在法向压力作用下的剪切试验， 揭示压剪破坏作用机理。 公开号为CN110361271A的专利公开了可用于单轴试验机上的剪切装置， 但仍存在以下问 题：①承重传感器抵进左侧运动试件， 由此会导致试验在加载过程中传感器受力不稳定； ② 左侧受压试件没有设置剪切盒， 会导致左侧试件受力不均匀。 由此导致在试件强度较低的 情况下， 试验结果中实验机器竖向位移 不仅仅是界面位移， 还包含了试件本身的位移， 试验 结果将存在较大误差； ③剪切试验加载时是加载到试件的一端， 由此会导致试件发生一定 程度的偏转， 而右侧剪切盒又没有限制偏转的措施， 由此增加了压剪试验法向力的不稳定 性；④反力装置为悬臂结构， 抗弯能力低， 由此导 致两侧挡板需要加厚设计， 会使造价升高。 实用新型内容 [0005]为了克服上述现有技术的不足， 本实用新型的目的是提供一种界面压剪试验装 置， 以实现零法向压力或自由法向压力作用下粘结界面的剪切变形变化 规律。 [0006]一种界面压剪试验装置， 包括反力架， 所述反力架包括底座和平行设置的第一侧 板和第二侧板， 第一侧板和第二侧板同底座顶部平面垂 直且第一侧板和 第二侧板底部 分别 同底座左右两端对应固定连接； 第一侧板和第二侧板的顶部用对拉螺杆固定； 设置在第一 侧板和第二侧板之 间并位于底座上方的第一剪切盒和 第二剪切盒均为前、 后两端为敞口的 U型结构， 且第一剪切盒和第二剪切盒的开口相对设置； 第一剪切盒的U形开口相对的背侧说　明　书 1/4 页 3 CN 218121641 U 3