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龍圖騰網(wǎng)恭喜東南大學申請的專利初始剪應力條件下巖石節(jié)理高速剪切實驗的方法及裝置獲國家發(fā)明授權專利權，本發(fā)明授權專利權由國家知識產(chǎn)權局授予，授權公告號為：CN115165624B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權局官網(wǎng)在2025-04-01發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉：該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為：202210857479.5，技術領域涉及：G01N3/307；該發(fā)明授權初始剪應力條件下巖石節(jié)理高速剪切實驗的方法及裝置是由袁偉;李建春;宮鳳強設計研發(fā)完成，并于2022-07-20向國家知識產(chǎn)權局提交的專利申請。

本初始剪應力條件下巖石節(jié)理高速剪切實驗的方法及裝置在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種初始剪應力條件下巖石節(jié)理高速剪切實驗的方法及裝置。實驗裝置包括加載裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。加載裝置包括基座、法向靜壓加載裝置、切向靜力加載裝置以及沖擊剪切加載裝置。因此，本發(fā)明可以采用法向靜壓加載裝置給巖石節(jié)理試樣加載法向靜壓，采用切向靜力加載裝置給巖石節(jié)理試樣加載切向靜力，由此可知，本發(fā)明在進行巖石節(jié)理試樣的剪切試驗時，可以在巖石節(jié)理試樣的法向、切向均加載的情況下采用沖擊剪切加載裝置施加沖擊剪切力，從而對巖石節(jié)理的初始剪應力狀態(tài)加以考慮，更能貼合節(jié)理巖體的真實應力環(huán)境，使得測試結果客觀精準。

本發(fā)明授權初始剪應力條件下巖石節(jié)理高速剪切實驗的方法及裝置在權利要求書中公布了：1.一種初始剪應力條件下巖石節(jié)理高速剪切實驗的裝置，其特征在于，包括加載裝置和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；其中：所述的加載裝置，包括基座以及分別布置在基座上的法向靜壓加載裝置、切向靜力加載裝置以及沖擊剪切加載裝置；其中：所述的法向靜壓加載裝置包括法向動力機構、法向作動端以及法向支撐端；法向作動端、法向支撐端分設在巖石節(jié)理面處于法向的兩側，且法向作動端與法向動力機構的動力輸出端連接，而法向支撐端則與巖石節(jié)理試樣相觸接；法向作動端在法向動力機構的動力驅動下，能夠沿著巖石節(jié)理面的法向朝向背離巖石節(jié)理試樣進行直線移動；所述的切向靜力加載裝置包括切向動力機構、切向作動端以及切向支撐端；切向作動端、切向支撐端分設在巖石節(jié)理面處于切向的兩側，且切向作動端與切向動力機構的動力輸出端連接，而切向支撐端則與所述的巖石節(jié)理試樣相觸接；切向作動端在切向動力機構的動力驅動下，能夠沿著巖石節(jié)理面的切向朝向背離巖石節(jié)理試樣進行直線移動；當切向作動端以及切向支撐端均與巖石節(jié)理試樣相接時，法向作動端傳遞荷載至巖石節(jié)理試樣的作用線與法向支撐端傳遞荷載至巖石節(jié)理試樣的作用線相錯；所述的沖擊剪切加載裝置包括沖頭發(fā)射器以及設置于沖頭發(fā)射器的發(fā)射端的圓柱沖頭；圓柱沖頭能夠在沖頭發(fā)射器的發(fā)射端作動下沿著巖石節(jié)理面的切向沖出并撞擊切向支撐端的相對端；所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括應力波采集單元和動態(tài)位移采集單元；其中：所述的應力波采集單元，用于采集切向作動端、切向支撐端、法向作動端以及法向支撐端中的應力波，包括若干分別設置在切向作動端、切向支撐端、法向作動端以及法向支撐端上的應變片；所述的動態(tài)位移采集單元，用于拍攝巖石節(jié)理試樣的圖像；所述的巖石節(jié)理試樣由前塊巖石和后塊巖石拼接而成；所述的應力波采集單元所采集到的應力波信息、所述的動態(tài)位移采集單元所采集的圖像信息均能夠反饋至數(shù)據(jù)處理裝置；所述的數(shù)據(jù)處理裝置，根據(jù)所接收到的應力波信息、圖像信息，能夠計算出巖石節(jié)理試樣隨時間變化的動態(tài)剪應力、動態(tài)法向壓力、動態(tài)剪切位移、動態(tài)法向位移；所述的數(shù)據(jù)處理裝置中，巖石節(jié)理試樣的動態(tài)剪應力計算公式為：τdt＝AbarEbarεtrtAshear；巖石節(jié)理試樣的動態(tài)法向壓力計算公式為： 巖石節(jié)理試樣的動態(tài)剪切位移計算公式為： 巖石節(jié)理試樣的動態(tài)法向位移計算公式為： 式中：τd為巖石節(jié)理的名義動態(tài)剪應力；Abar為透射桿的橫截面積；Ebar為透射桿的楊氏模量；εtr為透射桿中透射波的應變值；Ashear為巖石節(jié)理的名義剪切面積；σnd為巖石節(jié)理的名義動態(tài)法向壓力；εy1和εy2分別為Y軸前壓桿和Y軸后壓桿中應力波的應變值；usd為巖石節(jié)理的動態(tài)剪切位移；ui和ui’分別為前塊巖石和后塊巖石中關于節(jié)理面對稱像素點的X軸位移；下標i為像素點的序號；n為像素點個數(shù)；vd為巖石節(jié)理的動態(tài)法向位移；vi和vi’分別為前塊巖石和后塊巖石中關于節(jié)理面對稱像素點的Y方向位移；t為動態(tài)加載時間。

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