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申请/专利权人：南京理工大学

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。

主权项：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；所述加载装置的工作流程及原理为：齿条自齿条收放轮放出，与同轴可调倍率扩力齿轮大径轮的齿咬合，与齿条连接的砝码的重力通过齿条传递给同轴可调倍率扩力齿轮大径轮，同轴可调倍率扩力齿轮大径轮通过啮合效果获得切线方向的逆时针转动力，带动同轴可调倍率扩力齿轮小径轮转动，同轴可调倍率扩力齿轮小径轮啮合带动反转齿轮以反转齿轮轴为轴顺时针转动，反转齿轮带动同轴扩力齿轮大径齿轮逆时针转动，于是逆时针转动的同轴扩力齿轮小径齿轮啮合带动剪力加载杆向试块方向移动，伸缩限位卡调节伸缩杆的伸长高度，使滚轮嵌于剪力加载杆两侧的防脱落滚轮槽内，从而使同轴扩力齿轮小径齿轮带动剪力加载杆向右移动进入上剪切盒内的试块更加稳定的移动，通过扭动限位螺母使其在竖向支柱外部啮合调节压板的高度位置从而调节液压轴力加载机的高度位置，液压轴力加载机向下对压盘下压在上剪切盒上侧的滚轴上侧，从而将压力传递给上剪切盒，调整摆锤支撑架高度，以使撞锤可以水平角度击中钢球，使得钢球沿钢球导轨射入限位刚体的预留孔洞，孔洞半径略大于钢球半径，孔洞另一侧与空心套管密接，空心套管上方钻孔装设测速器探头，穿空心套筒与限位刚体预留孔采用另置薄壁小套筒，并且封以密合剂，钢球入射经过测速器时速度被测速器捕捉并记录，据此测算入射动能，合理选择半球凹面撞击板广义波阻抗使之与钢球广义波阻抗相等可使钢球冲击动能被完美传递给试块，并且此时钢球不会回弹，也可测量钢球回弹速度，据此测算剩余动能、入射动能与剩余动能之差，即为输入冲击动能。

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