具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明作进一步详细阐述。

如图1-5所示：一种岩层层面粘结力原位测试设备及方法，包括底部设有滚轮的机架1、设于机架1上的岩体采集装置2和调整岩体采集装置2位置的支撑装置3，岩体采集装置2包括剪切刀头、驱动剪切刀头的驱动构件22、位于剪切刀头和驱动构件22之间的上下紧贴的上剪切架23和下剪切架24，上剪切架23与支撑装置3固定连接，下剪切装置通过水平布置的电动推杆4与支撑装置3连接，还包括激光瞄准器，激光瞄准器的发射线平行于上剪切架23和下剪切架24的中心线。

剪切刀头包括刀架21，刀架21的外周、内周均布满刀齿5，且其前侧布置有破碎齿6。上剪切架23和下剪切架24的内周分别设有与刀架21内周相适配的刀齿5。

具体的下剪切架24的前端与刀架21固定相连，上剪切架23与刀架21不相连接，使得刀架21可以跟着下剪切盒24一起在水平方向移动。

其中上剪切架和下剪切架上、下相抵接后呈外方内圆状，刀齿沿上剪切架以及下剪切架长度方向延伸设置，且该刀齿设为倒钩状。

刀架21处刀齿5的设置用于更好的打入岩层，并打出齿状纹路，而下剪切架24与上剪切架23内刀齿5的设置，使得刀头导入的岩层恰好能收集至下剪切架24与上剪切架23。

上剪切架和下剪切架内刀齿设为倒钩状，使得导入的岩层很好的固定安置于上剪切架23和下剪切架24形成的闭合空间内(由于测试的是不同岩层交接处的黏合力，因此该黏合力层间的作用力不会太大)。

驱动构件22包括传动杆221、电机222、转架223，传动杆221的一端与刀架21的一侧插接固定，另一端与转架223活动插接(可以在水平方向移动但不脱离出转架223)，转架223的中部设有圆形通槽7，圆形通槽7的内缘周向设有齿牙8，电机222设于上剪切架23的外侧，其输出端连接有齿轮9，齿轮9与齿牙8相互啮合。

转架223的一侧设有环形限位架10，转动连接于支撑装置3相应侧，上剪切架23的内侧通过固定座11以穿过圆形通槽7与支撑装置3固定连接。

支撑装置3包括支撑座31、前后布置的液压千斤顶一32和液压千斤顶二33，液压千斤顶一32和液压千斤顶二33设于机架1的底部，液压千斤顶一32和液压千斤顶二33输出端分别通过连接块与支撑座31相铰接，机架1的两侧开设有竖直布置的滑动槽12，支撑座31的两侧设有滑动块13，滑动块13限制于滑动槽12内滑动。

如附图2-3所示，设备还包括限位构件14，限位构件14包括限位架141、螺栓143件，限位架141上开设有限位槽15，螺栓143件包括分别固设于上剪切架23和下剪切架24侧面的螺杆142、螺栓143，限位槽15的长度大于同侧的两侧螺杆142之间的间距，螺栓143与螺杆142螺纹连接并将限位架141紧扣于上剪切架23和下剪切架24的侧面。

螺栓143件和限位架141的设置，既能够限制上剪切架23和下剪切架24的移动，也能够在松弛状态下允许上剪切架23和下剪切架24之间出现间隙。

电动推杆4的输出端连接有移动块17，下剪切架24相应侧开设有凹槽16，凹槽16的长度大于移动块17，并限定移动块17的移动方向仅为竖直方向。电动推杆4的作用为推动下剪切架24在水平方向移动，完成相对于上剪切架23的错位，实现岩层的错位。

凹槽16和移动块17的设置用于配合上剪切架23和下剪切架24在获取岩层时出现间隙，进而能够更好的收集岩层。

需要说明的是，本方案的电器设备(如液压千斤顶一32、液压千斤顶二33、电机222等现有部件)均通过PLC程序控制，并连入数据显示屏，更为直观的读取数据。

本装置还可以将剪切盒部分所有配件拆下来，换上圆形筒状刀头，进行钻芯取样等功能。

岩层层面粘结力原位测试设备的使用方法，它包括以下步骤。

(A):测取水平分布的岩层分界处：

S1、通过激光瞄准器测取岩层分界处，同步启动上升液压千斤顶一32和液压千斤顶二33，顶升支撑座31至岩层分界处平行于上剪切架23和下剪切架24的衔接处；

S2、移动机架1至岩层处并打开电机222，电机222通过带动齿轮9配合齿牙8传动转架223，进而通过传动杆221带动刀架21进行转动，缓缓向岩层方向移动机架1，刀头带动上剪切架23和下剪切架24打入岩层并取样收集至剪切架和下剪切架24内；

S3、达到指定深度时，用液压千斤顶一32和液压千斤顶二33同步上升，向上提供压力，使旋转刀头与岩体发生上下的竖向剪切破坏，让试验需取得的所需的试块与原土体分离，再将机器整体向外拉出来一部分。

S4、启动电动推杆4对下剪切架24逐级加力，直到岩体被完全剪切破坏。(B)：测取倾斜分布的岩层分界处：

S1、通过激光瞄准器测取岩层分界处，启动上升液压千斤顶一32或液压千斤顶二33，倾斜顶升支撑座31至岩层分界处平行于上剪切架23和下剪切架24的衔接处，其余步骤与A中无异。

本方案采用驱动刀头转动的方式为：后方的电机222带动齿轮9配合齿牙8传动转架223，进而通过传动杆221带动刀架21进行转动。

因此，进一步的，如附图6-7所示，本方案采用后侧的电机带动多个向外啮合的尺寸齿轮转动，并同步驱动四侧的六角齿杆进行转动，前侧的刀架采用链条进行代替(为了更加稳定的剪切破坏岩层，可在链条的后侧采用滚轮进行限位)，并在链条的内外侧设置刀齿，前侧设置破碎齿，链条采用六角齿轮进行驱动转动，这样的设置使得上剪切架和下剪切架内侧不必要设置成圆形，即内侧方形的上剪切架和下剪切架能够别被匹配起来而导入岩土。

以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项使用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其保护的范围。