巖石多功能試驗(yàn)機(jī)基本原理
巖石的剪切強(qiáng)度是巖石抵抗剪應(yīng)力破壞的大能力, 目前室內(nèi)測定巖石剪切強(qiáng)度的試驗(yàn)方法很多,如單面和雙面剪切等直接剪切試驗(yàn)和變角板法,沖孔試驗(yàn)以及三軸試驗(yàn)等。巖石剪切試驗(yàn)夾具
變角板法是利用壓力機(jī)施加垂直荷載,通過一套特制的夾具使試件沿某一剪切面產(chǎn)生剪切破壞,然后通過靜力平衡條件解析剪切面上的法向壓應(yīng)力和剪應(yīng)力,從而繪制法向壓應(yīng)力（σ）與剪應(yīng)力（τ）之關(guān)系曲線,求得巖石的內(nèi)聚力（c）和內(nèi)摩擦角（φ）。
二，巖石多功能試驗(yàn)機(jī)儀器設(shè)備
1、制樣設(shè)備：機(jī),切石機(jī),磨石機(jī)；
2、壓力機(jī)：技術(shù)要求同試驗(yàn)五；
3、變角板剪切夾具一套,要求在45°-70°范圍內(nèi)有4-5個(gè)角度可供調(diào)整4、卡尺：精度為0.002cm。
三,操作步驟
1、試件制備
本試驗(yàn)彩邊長為5cm的立方體試件,每組加工4-8塊,試件加工精度要求：相鄰面間應(yīng)互相垂直,偏差不超過0.25°；相對兩面須互相平行,不平行度不得大于0.005cm。
2、試件描述及尺寸量測
試件描述內(nèi)容同試驗(yàn)四；描述后測量預(yù)定剪切面的邊長,求出剪切面面積,并做好標(biāo)記。
根據(jù)試驗(yàn)要求對試件進(jìn)行烘干或飽水處理,處理方法與要求同試驗(yàn)五。巖石剪切試驗(yàn)夾具
3、安裝試件
將變角板剪切夾具用繩子栓在壓力機(jī)承壓板間,應(yīng)注意使夾具的中心與壓力機(jī)的中心線相重合,然后調(diào)整夾具上的夾板螺絲,使刻度達(dá)到所要求的角度,將試件安裝于變角板內(nèi)。
4、加荷
開動壓力機(jī),同時(shí)降下壓力機(jī)橫梁,使剪切夾具與壓力機(jī)承壓板接觸上,然后調(diào)整壓力表指針到零點(diǎn),以每秒0.5-0.8MPa的加荷速度加荷,直至試件破壞,記錄破壞荷載（P）。
5、破壞試件描述
升起壓力機(jī)橫梁,取出被剪破的試件進(jìn)行描述,內(nèi)容包括破壞面的形態(tài)及破壞情況等。
6、重復(fù)試驗(yàn)巖石剪切試驗(yàn)夾具
變換變角板夾具的角度（α）,一般在45°-70°內(nèi)選擇,以5°為間隔如45°,50°,55°,60°,65°,70°,重復(fù)步驟3-6進(jìn)行試驗(yàn),取得不同角度下的破壞荷載。
7、成果整理
（1）按下式計(jì)算作用在剪切面上的剪應(yīng)力和正應(yīng)力：
式中：τ――剪應(yīng)力（MPa）；
σ――正應(yīng)力（MPa）；
P――試件破壞荷載（N）；
A――試件剪切面面積（mm2）；
α――試件放置角度（變角板角度）,度；
f――滾軸摩擦系數(shù)： ,n為滾軸根數(shù),d為滾軸直徑（mm）。
（2）按下式計(jì)算巖石的抗剪斷強(qiáng)度參數(shù)巖石剪切試驗(yàn)夾具
式中：φ――巖石內(nèi)摩擦角（°）；
C――巖石的內(nèi)聚力（MPa）；
σ――第i塊試件的破壞正應(yīng)力（MPa）；
τ――第i塊試件的破壞剪應(yīng)力（MPa）；
n――試件塊數(shù)。
計(jì)算結(jié)果精確至小數(shù)點(diǎn)后一位。
（3）以剪應(yīng)力（τ）為縱坐標(biāo),法向應(yīng)力（σ）為橫座標(biāo),將每一試件的σ,τ標(biāo)在坐標(biāo)系中,以方法擬合一直線（強(qiáng)度包絡(luò)線）,并在圖中求得巖石的內(nèi)摩擦角（φ）和內(nèi)聚力（c）。
以上兩種求內(nèi)摩擦角（φ）和內(nèi)聚力（c）的方法可任選一種,也可兩種同時(shí)用,以便比較。
技術(shù)參數(shù)：
1.zui大試驗(yàn)力：1000KN；
2.實(shí)驗(yàn)力范圍：0～1000KN；
3.試驗(yàn)框架整體剛度：不小于 ；
4.安全保護(hù)：超過量程的2%自動停機(jī),具有機(jī)械限位保護(hù),過載保護(hù),過電流保護(hù),漏電保護(hù)等功能,對于試驗(yàn)提供透明保護(hù)罩。
5.測量相對誤差：整體不超過1%,其中載荷測量不超過0.5%,位移測量不超過0.25%；
6.壓盤間距：不小于300mm；
7.壓盤間距調(diào)整為電動調(diào)整。
8.立柱間距：不小于300mm；
9.壓盤尺寸：不小于Φ200mm；
10.活塞行程：不小于200mm；
11.壓頭材質(zhì)：高硬度優(yōu)質(zhì)硬質(zhì)合金；
12.額定電壓：220V；
13.可通過伺服機(jī)構(gòu)自動控制加載速度和/或位移速度。
概述：
型巖石手動應(yīng)力式直剪儀是按國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（SL264-2001）《水利水電工程巖石試驗(yàn)規(guī)程》，（JTG E41-2005）《公路工程巖石試驗(yàn)規(guī)程》的規(guī)定而研制的，該儀器采用平推法，主要適用于巖塊、結(jié)構(gòu)面（如節(jié)理面、層里面、片里面、辟裂面等位置）和混凝土（或砂漿）與巖石接觸面（膠結(jié)面）的直剪試驗(yàn)，以及混凝土與其他材料結(jié)合面抗剪斷強(qiáng)度試驗(yàn)。其結(jié)構(gòu)性能*符合試驗(yàn)規(guī)范要求。
參數(shù)：
1.大試驗(yàn)力：1000KN； 
2.實(shí)驗(yàn)力范圍：0～1000KN；
3.試驗(yàn)框架整體剛度：不小于 ；
4.測量相對誤差：整體不超過1%，其中載荷測量不超過0.5%，位移測量不超過0.25%；
5.壓盤間距：不小于300mm；
6.壓盤間距調(diào)整為電動調(diào)整。
7.立柱間距：不小于300mm；
8.壓盤尺寸：不小于Φ200mm；
9.活塞行程：不小于200mm；
10.壓頭材質(zhì)：高硬度優(yōu)質(zhì)硬質(zhì)合金；
11.額定電壓：220V；
12.可通過伺服機(jī)構(gòu)自動控制加載速度和/或位移速度。
13.安全保護(hù)：超過量程的2%自動停機(jī)，具有機(jī)械限位保護(hù)、過載保護(hù)、過電流保護(hù)、漏電保護(hù)等功能，對于試驗(yàn)提供透明保護(hù)罩。