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巖石變角剪切裝置的用途與重要性
巖石的抗剪強(qiáng)度是巖石重要的力學(xué)性質(zhì)之一，對巖石抗剪強(qiáng)度的研究是對公路、鐵路、水利和礦山等巖體工程研究的基礎(chǔ)。開展巖石抗剪強(qiáng)度的研究獲得抗剪相關(guān)參數(shù)和本構(gòu)方程，為巖體工程的建設(shè)與發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。
事實(shí)上，在巖石工程實(shí)踐中，無論是自然力量地震、火山和地質(zhì)構(gòu)造，還是人工開挖和爆破等對巖體的作用力都具有不確定性，工程結(jié)構(gòu)不僅承受靜態(tài)剪切荷載的作用，而且常常遭受動(dòng)態(tài)剪切荷載(例如爆炸波和地震波)的作用而發(fā)生動(dòng)態(tài)剪切失穩(wěn)破壞。例如常見的巖體邊坡因地震作用發(fā)生動(dòng)態(tài)剪切失穩(wěn)破壞而導(dǎo)致滑坡、泥石流等災(zāi)害產(chǎn)生。因此，了解并掌握巖石類材料在一定范圍的應(yīng)變率作用下的動(dòng)態(tài)剪切力學(xué)特性及其破壞規(guī)律則顯得十分必要。
在巖石力學(xué)的試驗(yàn)中也常常涉及到巖石剪切破壞、巖石剪切蠕變破壞等問題。目前測定巖石剪切強(qiáng)度的試驗(yàn)方法很多，主要有：直剪試驗(yàn)、變角剪切試驗(yàn)以及三軸壓縮試驗(yàn)。變角剪切試驗(yàn)是其中醉簡單的一種方法，具有設(shè)備簡單、操作簡便、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。變角剪切試驗(yàn)利用壓力試驗(yàn)機(jī)施加垂直荷載，通過特制的夾具使巖塊試樣沿一個(gè)剪切面剪斷，通過改變剪切面的傾斜角度可以獲得一系列巖塊剪切破壞時(shí)的正應(yīng)力和剪應(yīng)力組合,繪制這兩種應(yīng)力之間的關(guān)系曲線(即強(qiáng)度包絡(luò)線)，可以求得巖石的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力等力學(xué)參數(shù)。但是目前現(xiàn)有的巖石變角剪切裝置，體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)過高，而且現(xiàn)有的巖石變角度剪切裝置角度調(diào)節(jié)范圍大且較靈活，但是在壓力機(jī)施加較大壓力的情況下轉(zhuǎn)動(dòng)角度部件易發(fā)生滑移，而影響剪切試驗(yàn)的精度。