(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 202210428393.0 (22)申请日 2022.04.22 (71)申请人 绍兴文理学院 地址 312000 浙江省绍兴 市环城西路5 08号 (72)发明人 李博　伍法权　沙鹏　司富安　 钟振　乔磊　管圣功　 (74)专利代理 机构 北京方圆嘉 禾知识产权代理 有限公司 1 1385 专利代理师 姚丽娜 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/14(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01N 3/04(2006.01) (54)发明名称 一种岩石三轴、 直剪便携试验装置及其试验 方法 (57)摘要 本发明公开一种岩石三轴、 直剪便携试验装 置及其试验 方法， 涉及岩石 三轴试验领域， 包括： 底部支撑件、 顶部支撑件、 加载板、 加载单元以及 钢板弹簧， 加载板与加载头的加载面平行设置， 且滑动设置在底部支撑件和顶部支撑件之间， 待 施压样品设置在底部支撑件和顶部支撑件之间， 且待施压样品的轴向的两个待施压面均对应钢 板弹簧的凸出端设置； 本发明中利用一个加载单 元压动加载板运动， 进而压缩钢板弹簧， 本发明 中利用钢板弹簧的这一凸出量， 从待施压样品的 轴向的两个待施压面挤压待施压样品， 充分模拟 岩石在真实状态下的受力情况， 有助于提高试验 的精度， 且在三轴试验时可减少加载单元的使用 量， 可便捷 转移， 实现在原位使用， 提高试验精度 和效率。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 114878324 A 2022.08.09 CN 114878324 A 1.一种轴压结构， 其特征在于， 包括底部支撑件、 顶部支撑件、 加载板、 加载单元以及钢 板弹簧， 所述顶部支撑件与所述底部支撑件间隔设置， 所述加载单元设置在所述顶部支撑 件中部， 且所述顶部支撑件上开设有供所述加载单元 的加载头穿过的通孔， 所述加载板与 所述加载头的加载面平行设置， 且滑动设置在所述底部支撑件和顶部支撑件之间， 所述加 载板位于所述加载头下方， 且所述加载板的底面以及所述底部支撑件的顶面均设置有用于 卡接所述钢板弹簧的端部的卡接部， 待施压样品设置在底部支撑件和顶部支撑件之间， 且 待施压样品的轴向的两个待施压面均对应所述钢板弹簧的凸出端设置 。 2.根据权利要求1所述的轴压结构， 其特征在于， 还包括定位杆， 所述定位杆设置在所 述顶部支撑件与所述底部支撑件之间， 且所述定位杆贯穿所述钢板弹簧的两端， 所述定位 杆位于所述钢板弹簧的两端之间的部分设置有两个用于限制所述钢板弹簧继续压缩的卡 扣。 3.根据权利要求1所述的轴压结构， 其特 征在于， 所述 卡接部为锯齿槽 。 4.一种应用 如权利要求1 ‑3任一项所述轴压结构的岩石三轴便携试验装置， 其特征在 于， 所述底部支撑件为底板， 岩石岩样设置在所述底板上， 所述顶部支撑件为若干个绕所述 岩石岩样的轴线均匀分布的顶板， 所述顶板通过支撑杆与所述底板连接， 所述加载单元设 置在所述岩石岩样上方， 且与所述顶板可拆卸连接， 所述加载单元为双节千斤顶， 所述顶板 下方均设置有 所述加载板或共用一个所述加载板， 所述加载板的内端部位于所述双节千斤 顶的直径较大的顶出部下方， 所述双节千斤顶的直径较小的顶出部对应所述岩石岩样设 置， 所述钢板弹簧的凸出端与所述岩石岩样之间设置有垫板， 所述垫板大小与所述岩石岩 样相匹配。 5.根据权利要求4所述的岩石三轴便携试验装置， 其特征在于， 当所述岩石岩样为圆柱 形时， 所述垫板为钢板围成的钢筒， 且 所述钢板的两端间具有间隙， 若干个所述顶板共用一 个所述加载板， 且所述钢板弹簧呈连续的环形结构套设在所述钢筒的外 围， 当所述岩石岩 样为多边柱形时， 所述垫板为与所述岩石岩样单面相匹配的钢板， 若干个所述顶板下方均 设置有所述加载板， 所述加载板与所述底板之间均设置有所述钢板弹簧。 6.根据权利要求4所述的岩石三轴便携试验装置， 其特征在于， 所述加载板的外端部开 设与所述支撑杆相匹配的通 孔， 所述加载板滑动设置在所述支撑杆 上。 7.一种如权利要求4 ‑6任一项所述岩石三轴便携试验装置的试验方法， 其特征在于， 包 括以下步骤： S1:将待测 岩石岩样放置在指定位置， 启动双节千斤顶， 双节千斤顶的两节顶出部同步 运动， 带动加载板下压； S2:加载板下压过程中， 压缩钢板弹簧， 钢板弹簧的凸出端朝向岩石岩样运动， 并逐渐 通过垫板挤压岩石岩 样， 为岩石岩 样提供围压； S3:直径较大的顶出部停止运动， 保持一定的围压， 直径较小的顶出部继续运动， 配合 底板从竖直方向挤压岩石岩 样， 结合围压的存在， 实现了三轴挤压试验。 8.一种应用如权利要求1 ‑3任一项所述轴压结构的岩石三轴、 直剪便携试验装置， 其特 征在于， 包括箱体、 所述轴压机构以及剪切机构， 所述剪切机构包括剪切千斤顶、 垫块以及 可移动夹持架， 所述剪切千斤顶设置在所述箱体的内腔底部， 且输出端向上设置， 所述输出 端上方依 次放置有垫块以及岩石岩样， 所述可移动夹持架滑动设置在所述箱体的内壁上，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114878324 A 2用于配合所述垫块夹持 固定所述岩石岩样， 所述可移动夹持架的加持面积小于与其接触的 所述岩石岩样的面积， 所述加载单元为双节千斤顶， 所述双节千斤顶设置在所述箱体的一 侧， 所述箱体的两侧壁作为所述底部支撑件以及所述顶部支撑件， 所述加载板设置两个， 且 两个所述加载板沿水平方向排列 布置， 两个所述加载板与所述底部支撑件之间均设置有 所 述钢板弹簧， 所述加载板的端部对应所述双节千斤顶的直径较大 的顶出部设置， 所述双节 千斤顶的直径较小的顶出部对应所述岩石岩样设置， 所述岩石岩样 远离所述双节千斤顶的 一端通过垫块与所述箱体的内壁抵接， 所述钢板弹簧的凸出端与所述岩石岩样之 间设置有 垫板， 所述垫 板大小与所述岩石岩 样相匹配。 9.根据权利要求8所述的岩石三轴、 直剪便携试验装置， 其特征在于， 所述箱体内壁上 设置有滑轨， 所述可移动夹持架上设置有与所述滑轨相匹配的滑槽， 所述可移动夹持架上 设置有锁止其 位置的锁紧螺 栓。 10.一种如权利要求8或9所述岩石三轴、 直剪便携试验装置的试验方法， 其特征在于， 包括以下步骤： S1:根据岩石岩样的大小确定剪切千斤顶上垫块的大小， 使得将岩石岩样放置在该垫 块上时， 岩石岩样对应双节千斤顶的顶出端， 岩石岩样放置完成后， 调节可移动夹持架夹持 固定岩石岩 样； S2:启动双节千斤顶， 双节千斤顶的两节顶出部同步运动， 带动加载板运动， 加载板运 动过程中， 压缩钢板弹簧， 钢板弹簧的凸出端朝向岩石岩样运动， 并逐渐通过垫板挤压岩石 岩样， 为岩石岩 样提供X轴压力； S3:直径较大的顶出部停止运动， 直径较小的顶出部继续 运动， 从Y轴挤压岩石岩 样； S4:启动剪切千斤顶， 剪切千斤顶配合可移动夹持架从Z轴挤压岩石岩 样。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114878324 A 3