CN108036999A - 一种用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，包括一个主体框架，在主体框架内设有对岩体进行加载的垂向加载装置、水平向加载装置；在主体框架上设有岩样起吊装置，在主体框架的一侧设有岩样运输装置；在垂向加载装置、水平向加载装置各自由控制***进行单独控制，相互配合但互不干涉；在垂向加载装置、水平向加载装置上设有载荷传感器，载荷传感器用于检测加载油缸的载荷力,其与各自的控制***相连，构成闭环反馈***；岩样上设有变形传感器，变形传感器根据试验需求固定在岩样的四周，分别测量岩样垂向和水平向的变形。

Description

一种用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机

技术领域

本发明涉及一种用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机。

背景技术

目前，大量基础交通设施的修建迫在眉睫，地下工程是其中重要的组成部分。隧道等地下洞室修建与运营过程中存在较多的灾害问题。隧道洞内危石垮塌是一种常见的灾害形式，发生机理主要表现为岩体压剪与拉剪破坏两种形式。目前，市面上常见的直剪试验机多为压剪试验机，无法满足岩体拉剪试验的需求。已有的拉剪试验装置大多结构简单、功能单一，无法实现岩石多种力学性能测试的功能。现有的直剪试验机尺寸和加载吨位都较小，无法实现多尺度岩样的剪切需求。随着地下工程的开发不断进入深部，深部岩体的应力状态更加复杂，常规的单轴试验已经无法满足研究需要，而岩石的三轴试验逐渐引起了研究人员的重视。现有的三轴试验主要采用圆柱形试样，通过液压室进行围压加载，而这种三轴试验由于侧向各个方向压力相同，又被称为假三轴试验。目前真三轴试验的岩样通常是立方体或长方体试样，试验过程采用六面加载，整体三轴试验机的研制成本过高，仅有少数单位进行了研发购置。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种用于岩体直接剪切、 拉压加载的新型多功能试验机。既能够满足常规的压剪试验，还能够进行单轴拉 伸、单轴压缩、双轴压缩、三轴压缩等试验，是对目前常规直剪试验机的一个极 大的创新性改进，充分挖掘其功能，在节约成本的情况下，做到物尽其用。

本发明采用下述技术方案：

一种用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，包括一个主体框架， 在所述的主体框架内设有对岩体进行加载的垂向加载装置、水平向加载装置；在 所述的主体框架上设有岩样起吊装置，在主体框架的一侧设有岩样运输装置；在 所述的垂向加载装置、水平向加载装置各自由控制***进行单独控制，相互配合 但互不干涉；在所述的垂向加载装置、水平向加载装置上设有载荷传感器，所述 的载荷传感器用于检测加载油缸的载荷力,其与各自的控制***相连，构成闭环 反馈***，通过在控制***中预设最大、最小压力值，并监控实际显示值与预设 最大、最小值差异控制垂向加载油缸的启停，达到加载或稳压目的；所述的岩样 上设有变形传感器，所述的变形传感器根据试验需求固定在岩样的四周，分别测 量岩样垂向和水平向的变形。通过在所述的垂向加载装置、水平向加载装置的动 力端设置不同的工具以及通过控制***进行不同的控制实现不同的实验。

整体装置在简单改装后可进行岩样不同力学性能的测试，包括：岩体压剪试 验、拉剪试验、单轴压缩试验、单轴拉伸试验、双轴压缩试验、三轴加载试验等， 实现了一机多用的功能。

进一步的，所述主机框架包括两个立柱以及安装在两个立柱上的上横梁与下 横梁组成，采用高强度钢板焊接，整体强度大、刚度高，满足试验过程机架本身 不得变形的要求。

进一步的，所述垂向加载装置包括安装在上横梁上的垂向加载油缸、负荷传 感器I、垂向加压板组成；所述垂向加载油缸采用大吨位高精度伺服双向油缸， 可以实现对岩样的拉、压双向加载，因而能够完成岩样拉剪、压剪两种实验；垂 向最大输出荷载达到200吨，解决了传统直剪仪无法针对强度较大或尺寸较大的 岩样完成单轴压缩试验的缺点；所述负荷传感器I用于检测加载油缸的载荷力, 其与控制***I相连，通过在控制***I中预设最大、最小压力值，并监控实际 显示值与预设最大、最小值差异控制垂向加载油缸的启停，达到加载或稳压目的； 所述加压板与垂向加载油缸的动力输出端相连，可根据试验需求进行拆卸、更换， 起到传递荷载的作用。

进一步的，所述水平向加载装置包括两个水平向加载油缸、负荷传感器II 和水平加压板组成；所述水平向加载油缸采用大吨位高精度伺服双向油缸，两个 油缸分别安装在框架两侧立柱上，保持中心线齐平；油缸最大输出荷载可达200 吨，能够实现大尺寸岩样剪切试验高剪切力的需求，并可实现双轴、三轴加载试 验中高侧向压力的施加；所述负荷传感器II用于检测加载油缸的载荷力,其与控 制***II相连，通过在控制***II中预设最大、最小压力值，并监控实际显示 值与预设最大、最小值差异控制垂向加载油缸的启停，达到加载或稳压目的；所 述水平加压板与水平向加载油缸的动力输出端相连，可根据试验需求进行拆卸、 更换，起到传递荷载的作用。

进一步的，在所述的控制***中配套软件可以全面自动成所需图表包括剪应 力-剪切位移曲线，剪应力-法向位移，剪应力-法向应力曲线，可同时显示应力- 应变曲线，力-时间，力-位移等曲线。

进一步的，所述岩样起吊装置为悬臂结构，悬臂结构一端安装在主机框架上 横梁上，可以实现水平面内自由转动，另一端安装提升机构，可以实现大尺寸岩 样的试验安装。

进一步的，所述岩样运输装置由运输台架、滑轨、可移动底座构成，运输 台架上表面与主机框架下横梁上表面齐平，运输台架上表面安装两条滑轨，所述 可移动底座安装在滑轨上，沿滑轨可实现自由移动；岩体设置在所述的可移动底 座上。

针对不同试验设计不同的底座形式，直剪试验中的底座安装有滚轴排，方便 剪切过程中下剪切盒的水平向移动；其他试验中底座只起到承载岩样、调整岩样 高度的作用。

进一步的，在进行岩体直剪试验中，试验机还包括上剪切盒与下剪切盒，分 别与岩样上、下表面包接，剪切盒采用敞开式设计，保证整个剪切过程可被观察。

进一步的，所述可更换加压板可根据试验需求进行拆卸更换；直剪试验中垂 向加压板为方型钢板，水平向加压板为L型钢板，从而保证剪切过程岩样上下两 部分受力不在同一直线上。三轴加载试验中垂向加压板为菱形，与岩样上表面紧 密贴合，水平向加压板由加载夹具替代。

进一步的，所述可更换加载夹具主要适用于三轴试验中，可根据试验岩样的 大小加工相应尺寸的夹具，保证夹具与岩样周面的紧密贴合；当进行带孔洞岩样 的三轴加载时，可在夹具上增设孔洞，方便岩样加载过程的实时观察。

具体的，岩样压剪试验包含以下步骤：

(1)将可移动底座从框架内部沿滑轨拉出至岩样运输台架上；

(2)尺寸较小的岩样可直接与剪切盒相包接并安置在移动底座上，尺寸较 大的岩样可借助起吊装置进行辅助安装，安装完成后将底座推回至框架内部并固 定，根据岩样尺寸及与水平向两个加载油缸的相对位置调整底座高度；

(3)安装固定好所需传感器后，首先采用垂向油缸对岩样施加垂向压荷载， 到达设计载荷值后，上剪切盒所连的左侧水平向油缸固定起到提供反力作用，右 侧水平向油缸对下剪切盒提供水平剪切荷载，岩样发生剪切破坏，多次试验测得 岩样抗剪力学参数。

进一步的，所述的岩样拉剪试验包含以下步骤：

(1)将可移动底座从框架内部沿滑轨拉出至岩样运输台架上；

(2)采用的拉剪岩样的结构面为非贯通形式；

(3)岩样上下表面采用高强胶与剪切盒相粘结后安置在移动底座上，尺寸 较大的岩样可借助起吊装置进行辅助安装，安装完成后将底座推回至框架内部并 固定，根据岩样尺寸及与水平向两个加载油缸的相对位置调整底座高度；

(4)安装固定好所需传感器后，首先采用垂向油缸对岩样施加垂向拉荷载， 到达设计载荷值后，上剪切盒所连的左侧水平向油缸固定起到提供反力作用，右 侧水平向油缸对下剪切盒提供水平剪切荷载，岩样发生剪切破坏，多次试验测得 岩样抗剪力学参数。

进一步的，岩样三轴加载试验包含以下步骤：

(1)将直剪试验中垂向加压板拆卸换装成菱形三轴压头，拆除水平向L型 加压板，利用自主设计的三轴加载夹具替代；

(2)将可移动底座从框架内部沿滑轨拉出至岩样运输台架上，将岩样安装 在移动底座上，尺寸较大可借助起吊装置，安装完成后将底座推回至框架内部并 固定，根据岩样尺寸及与水平向两个加载油缸的相对位置调整底座高度；

(3)按照设计载荷值，利用垂向油缸对岩样施加压荷载，利用两个水平向 油缸与加载夹具实现岩样周面围压的加载，起到三轴压缩的功能。

进一步的，岩样单轴压缩试验包含以下步骤：

(1)将岩样安装在框架内部底座上，调整底座高度；

(2)布置安装好所需传感器；

(3)驱动垂向油缸对岩样施加压荷载，测得岩样单轴抗压强度等力学参数。

进一步的，岩样单轴拉伸试验包含以下步骤：

(1)将岩样安装在框架内部底座上，调整底座高度；

(2)采用高强胶将岩样与拉伸加载拉头粘结在一起；

(3)布置安装好所需传感器；

(3)驱动垂向油缸对岩样施加拉荷载，测得岩样单轴抗拉强度等力学参数。

与前人研究相比，本发明具有以下优点：

(1)采用集成试验机的思想，满足试验开展的多样性，实现一机多用；

(2)试验机采用大吨位油缸和高精度伺服控制***，可以满足深埋地应力 条件的精确模拟；

(3)可根据试验需求对整体装置进行适应性改进，方便高效；

(4)创新采用三轴加载夹具，利用两个水平向油缸实现了岩样周面荷载的 加载，大幅节约了传统三轴试验的成本；

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请 的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1、2为试验机直剪功能示意图；

图3为岩样安装输送示意图；

图4、5为压剪岩样、剪切盒和底座示意图；

图6为拉剪岩样、剪切盒和底座示意图；

图7、8、9、10为试验机三轴加载功能示意图；

图11为试验机三轴加载扩展功能示意图；

图12为试验机单轴压缩功能示意图；

图13为液压工作原理示意图；

其中，1、主机框架，2、岩样输送台架，3、水平加载油缸，4、垂直双向加 载油缸，5、荷载传感器，6、用于直剪的可移动底座，7、滑轨，8、压剪试样， 9、岩样起吊装置，10、上剪切盒，11、下剪切盒，12、滚轴排，13、拉剪岩样， 14、用于三轴的可移动底座，15、三轴试样座，16、三轴压头，17、三轴加载夹 具，18、普通三轴岩样，19、带孔洞的三轴岩样，20、带孔洞的三轴加载夹具， 21、垂向加压板，22、水平向L型加压板，23、单轴岩样。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。 除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普 通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限 制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出， 否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使 用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件 和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中已有的拉剪试验装置大多结构简单、功 能单一，无法实现岩石多种力学性能测试的功能，为了解决如上的技术问题，本 申请提出了一种用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机。

本申请的一种典型的实施方式中，多功能试验机主要包括：

(1)主机框架：框架内部作为一系列岩样试验的实施场所；

(2)加载机构：由垂向加载装置、水平向加载装置以及液压控制***构成， 由计算机、控制器及一系列传感器构成闭环反馈***，根据试验过程中载荷、速 率等要求实时调整伺服阀的状态，满足岩样垂向和水平向力的加载需求；

(3)测量装置：由载荷传感器、变形传感器组成，用于测量试验过程中岩 样受力与变形值；

(4)辅助装置：由岩样起吊装置、岩样运输装置、剪切盒、可更换加压板、 可更换加载夹具组成。整体装置在简单改装后可进行岩样不同力学性能的测试， 包括：岩体压剪试验、拉剪试验、单轴压缩试验、单轴拉伸试验、三轴加载试验 等，实现了一机多用的功能。

具体的，如图1所示，一种用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机， 其组成主要包括主机框架1，由两侧立柱与上下横梁组成；垂向双向加载油缸4 安装在框架1横梁上，两个水平向加载油缸3安装在框架1两侧立柱上；荷载传感 器5直接与加载油缸3、4相连，测读压力值；岩样输送台架2与框架1相连，台架2 表面安装两条滑轨7，适用于不同试验的各形式可移动底座6、14可沿滑轨7自由 移动；框架1上横梁安装悬臂式岩样起吊装置9，辅助大尺寸岩样安装；适用于直 剪试验用的可移动底座6安装有滚轴排12；不同试验所需岩样包括压剪岩样8、拉 剪岩样13、三轴岩样18以及单轴岩样23；根据不同试验需求可装配相应加压装置。

进一步的，主机框架包括立柱、上横梁与下横梁组成，采用高强度钢板焊接， 整体强度大、刚度高，满足试验过程机架本身不得变形的要求；

进一步的，垂向加载装置包括垂向加载油缸、负荷传感器I、加压板组成； 所述垂向加载油缸采用大吨位高精度伺服双向油缸，可以实现岩样拉、压双向加 载，可实现岩样压剪与拉剪两种不同功能；所述负荷传感器I精度高、稳定性好， 可精确控制岩样载荷；所述加压板可根据试验需求进行拆卸、更换，起到传递荷 载的作用；水平向加载装置由两个水平向加载油缸、负荷传感器II和加压板组 成；所述水平向加载油缸采用大吨位高精度伺服单向油缸，两个油缸分别安装在 框架两侧立柱上，保持中心线齐平；所述负荷传感器II精度高、稳定性好，可 精确控制岩样载荷所述加压板可根据试验需求进行拆卸、更换，起到传递荷载的 作用；垂向、水平向各加载装置由各自控制***进行单独控制，相互配合但互不 干涉。电脑自动进行控制，加载时采用泵站运行供油，油路连接储能器与压力传 感器，通过预设最大、最小压力值，并监控实际显示值与预设最大、最小值差异 控制泵站启停，达到加载或稳压目的。

所述负荷传感器I、II连接于所述加载缸活塞上，通过加载附件直接测量出 载荷的变化；所述变形传感器根据试验需求固定在岩样的四周，分别测量岩样垂 向和水平向的变形；配套软件可以全面自动成所需图表包括剪应力-剪切位移曲 线，剪应力-法向位移，剪应力-法向应力曲线，可同时显示应力-应变曲线，力- 时间，力-位移等曲线。

岩样起吊装置为悬臂结构，悬臂一端安装在主机框架上横梁上，可以实现水 平面内自由转动，另一端安装提升机构，可以实现大尺寸岩样的试验安装；

岩样运输装置由运输台架、滑轨、可移动底座构成，运输台架上表面与主机 框架下横梁上表面齐平，运输台架上表面安装两条滑轨，所述可移动底座安装在 滑轨上，沿滑轨可实现自由移动；针对不同试验设计不同的底座形式，直剪试验 中的底座安装有滚轴排，方便剪切过程中下剪切盒的水平向移动；其他试验中底 座只起到承载岩样、调整岩样高度的作用。

用于直剪试验中，还包括有剪切盒，包括上剪切盒与下剪切盒，分别与岩样 上、下表面包接，剪切盒采用敞开式设计，保证整个剪切过程可被观察。

可更换加压板可根据试验需求进行拆卸更换；直剪试验中垂向加压板为方型 钢板，水平向加压板为L型钢板，从而保证剪切过程岩样上下两部分受力不在同 一直线上。

三轴加载试验中垂向加压板为菱形，与岩样上表面紧密贴合，水平向加压板 由加载夹具替代。

可更换加载夹具主要适用于三轴试验中，可根据试验岩样的大小加工相应尺 寸的夹具，保证夹具与岩样周面的紧密贴合；此类夹具的使用相比传统的六面加 载板分离加载减少了两处空白角，试验效果优于传统试验。

当进行带孔洞岩样19的三轴加载时，可在夹具上制作孔洞，更加方便岩样 加载过程中孔洞内部的实时观察，尤其适合于岩爆的试验研究，相比传统岩爆研 究用的真三轴试验机，大幅提升了试验操作的便捷性；具体见图11中的带孔洞 的三轴加载夹具20。

岩样压剪试验包含以下步骤：

(1)将可移动底座6从框架1内部沿滑轨7拉出至岩样运输台架2上；

(2)尺寸较小的岩样可直接与剪切盒10、11相包接并安置在移动底座6 上，尺寸较大的岩样可借助起吊装置9进行辅助安装，安装完成后将底座6推回 至框架1内部并固定，根据岩样尺寸及与水平向两个加载油缸3的相对位置调整 底座6高度；

(3)安装固定好所需传感器后，首先采用垂向油缸4对岩样施加垂向压荷 载，到达设计载荷值后，上剪切盒10所连的左侧水平向油缸3固定起到提供反 力作用，右侧水平向油缸3对下剪切盒11提供水平剪切荷载，岩样发生剪切破 坏，多次试验测得岩样抗剪力学参数。

岩样拉剪试验包含以下步骤：

(1)将可移动底座6从框架1内部沿滑轨7拉出至岩样运输台架2上；

(2)采用的拉剪岩样13的结构面为非贯通形式；

(3)岩样上下表面采用高强胶与剪切盒11、12相粘结后安置在移动底座6 上，尺寸较大的岩样可借助起吊装置9进行辅助安装，安装完成后将底座9推回 至框架1内部并固定，根据岩样尺寸及与水平向两个加载油缸3的相对位置调整 底座6高度；

(4)安装固定好所需传感器后，首先采用垂向油缸4对岩样13施加垂向拉 荷载，到达设计载荷值后，上剪切盒10所连的左侧水平向油缸固定起到提供反 力作用，右侧水平向油缸对下剪切盒11提供水平剪切荷载，岩样13发生剪切破 坏，多次试验测得岩样抗剪力学参数。

岩样三轴加载试验包含以下步骤：

(1)将直剪试验中垂向加压板21下加装菱形三轴压头16，拆除水平向L 型加压板22，利用三轴加载夹具17替代；

(2)将可移动底座14从框架1内部沿滑轨7拉出至岩样运输台架2上，将 岩样18安装在移动底座14上，尺寸较大可借助起吊装置9，安装完成后将底座 14推回至框架1内部并固定，根据岩样尺寸及与水平向两个加载油缸3的相对 位置调整底座14高度；

(3)按照设计载荷值，利用垂向油缸4对岩样施加压荷载，利用两个水平 向油缸3与加载夹具17实现岩样周面围压的加载，起到三轴压缩的功能。

岩样单轴压缩试验包含以下步骤：

(1)将岩样安装在框架内部底座上，调整底座高度；

(2)布置安装好所需传感器；

(3)驱动垂向油缸对岩样施加压荷载，测得岩样单轴抗压强度等力学参数。

岩样单轴拉伸试验包含以下步骤：

(1)将岩样安装在框架内部底座上，调整底座高度；

(2)采用高强胶将岩样与拉伸加载拉头粘结在一起；

(3)布置安装好所需传感器；

(3)驱动垂向油缸对岩样施加拉荷载，测得岩样单轴抗拉强度等力学参数。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域 的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内， 所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，包括一个主体框架，在所述的主体框架内设有对岩体进行加载的垂向加载装置、水平向加载装置；在所述的主体框架上设有岩样起吊装置，在主体框架的一侧设有岩样运输装置；在所述的垂向加载装置、水平向加载装置各自由控制***进行单独控制，相互配合但互不干涉；在所述的垂向加载装置、水平向加载装置上设有载荷传感器，所述的载荷传感器用于检测加载油缸的载荷力,其与各自的控制***相连，构成闭环反馈***；所述的岩样上设有变形传感器，所述的变形传感器根据试验需求固定在岩样的四周，分别测量岩样垂向和水平向的变形；通过在所述的垂向加载装置、水平向加载装置的动力端设置不同的工具以及通过控制***进行不同的控制实现不同的实验。

2.如权利要求1所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，所述主机框架包括两个立柱以及安装在两个立柱上的上横梁与下横梁组成。

3.如权利要求1所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，所述垂向加载装置包括安装在上横梁上的垂向加载油缸、负荷传感器I、垂向加压板组成；所述垂向加载油缸采用大吨位高精度伺服双向油缸，实现岩样拉、压双向加载，进一步的实现岩样压剪与拉剪两种不同功能；所述负荷传感器I用于检测加载油缸的载荷力,其与控制***I相连，通过在控制***I中预设最大、最小压力值，并监控实际显示值与预设最大、最小值差异控制垂向加载油缸的启停，达到加载或稳压目的；所述垂向加压板与垂向加载油缸的动力输出端相连，根据试验需求进行拆卸、更换，起到传递荷载的作用。

4.如权利要求1所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，所述水平向加载装置包括两个水平向加载油缸、负荷传感器II和水平加压板组成；所述水平向加载油缸采用大吨位高精度伺服单向油缸，两个油缸分别安装在框架两侧立柱上，保持中心线齐平；所述负荷传感器II用于检测加载油缸的载荷力,其与控制***II相连，通过在控制***II中预设最大、最小压力值，并监控实际显示值与预设最大、最小值差异控制垂向加载油缸的启停，达到加载或稳压目的；所述水平加压板与水平向加载油缸的动力输出端相连，可根据试验需求进行拆卸、更换，起到传递荷载的作用。

5.如权利要求1所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，在所述的控制***中配套软件可以全面自动成所需图表，包括剪应力-剪切位移曲线、剪应力-法向位移、剪应力-法向应力曲线，可同时显示应力-应变曲线、力-时间曲线和力-位移曲线。

6.如权利要求1所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，所述岩样起吊装置为悬臂结构，悬臂结构一端安装在主机框架上横梁上，可以实现水平面内自由转动，另一端安装提升机构，实现大尺寸岩样的试验安装。

7.如权利要求1所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，所述岩样运输装置由运输台架、滑轨、可移动底座构成，运输台架上表面与主机框架下横梁上表面齐平，运输台架上表面安装两条滑轨，所述可移动底座安装在滑轨上，沿滑轨可实现自由移动；岩体设置在所述的可移动底座上。

8.如权利要求7所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，在直剪试验中，在所述可移动底座上安装有滚轴排，方便剪切过程中下剪切盒的水平向移动。

9.如权利要求1所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，在进行岩体直剪试验中，所述试验机还包括上剪切盒与下剪切盒，分别与岩样上、下表面包接，剪切盒采用敞开式设计，保证整个剪切过程可被观察；

在直剪试验中，在垂向加压板为方型钢板，水平向加压板为L型钢板，从而保证剪切过程岩样上下两部分受力不在同一直线上；

在三轴加载试验中，垂向加压板为菱形，与岩样上表面紧密贴合，水平向加压板由加载夹具替代。

10.如权利要求9所述的用于岩体直接剪切、拉压加载的新型多功能试验机，其特征在于，可更换的加载夹具主要适用于三轴试验中，根据试验岩样的大小加工相应尺寸的夹具，保证夹具与岩样周面的紧密贴合；当进行带孔洞岩样的三轴加载时，可在夹具上增设孔洞，方便岩样加载过程的实时观察。