CN103471986A

CN103471986A - 用于岩体结构面基本摩擦角测试的倾斜台试验装置

Info

Publication number: CN103471986A
Application number: CN2013104386887A
Authority: CN
Inventors: 高均昭; 尚世宇; 赵君慧; 唐东旗; 徐进
Original assignee: Xuchang University
Current assignee: Xuchang University
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2013-09-24
Publication date: 2013-12-25

Abstract

本发明公开了一种用于岩体结构面基本摩擦角测试的倾斜台试验装置，将钢管套筒焊接于第一个合页的一个页面上，将第一个合页的另一个页面用螺钉固定在木板上，将木条用铁钉钉入第一块木板，将第二个合页和第三个合页的一个页面用螺钉固定在第一块木板，将第二个合页和第三个合页的另一个页面用螺钉固定在第二块木板上，将第四个合页的一个页面用螺钉固定在第二块木板上，将螺杆焊接于第四个合页的另一个页面上，将螺母拧入螺杆，保持第二块木板不动，旋转四个合页，使钢管套筒套入螺杆并放置于螺母上。结构简单、保证了测点与岩体的稳定连接，可靠性和稳定性强。适用于现场大批量进行岩体不连续面的基本摩擦角测试。

Description

用于岩体结构面基本摩擦角测试的倾斜台试验装置

技术领域

本发明属于岩土工程测试技术领域,更具体涉及一种岩体中结构面的一个基本力学参数—基本摩擦角的简易测试装置，它适用于在进行岩土工程现场勘察阶段时的中小型岩体结构面基本摩擦角的现场测试。

背景技术

在岩土工程勘察阶段，岩体的稳定性评估是一项不可或缺的工作内容。岩体的稳定性主要取决于岩体自身的物理力学特性及其结构特征，不同的岩体成因和地质构造运动导致岩体在岩性和岩体结构上的巨大差异性，使得岩体具有不同的稳定性特征和潜在破坏类型，因此，岩体中的结构面特征的调查是稳定性评估工作中很重要的一环。结构面基本摩擦角是结构面特征参数中的最重要的力学参数之一。

基本摩擦角的测试方法主要有两类，一类是剪切试验，另一类是倾斜台试验。

剪切试验是通过在法向和切向施加外力载荷的方法来确定的结构面的基本摩擦角。剪切试验，无论是在试验装置方面、试验程序方面，还是在试样制备要求上，都是比较复杂的。这在一定程度上限制了剪切试验的大批量的进行。而基于小样本空间的数据统计，又不易反映岩体的真实状态。

倾斜台试验（Tilting Table Test）是采用旋转试验平台的方式，直接测试结构面滑移启动时的倾角来确定基本摩擦角。与剪切试验相比，其主要优势在于不需要试验制备，也不需要加载装置。这样，它可适用于现场的大批量测试的需要。

现在的倾斜台试验装置的角度控制基本上都有用单旋转轴控制，角度变化时的稳定性不足。而且大多采用钢材进行加工制造，自重很大，且在现场条件的可操作性不强。另外，由于倾斜台的构造相对简单，制造加工的附加值有限，在市场上很难找到可以购买的成品。

发明内容

为了在现场条件下顺利进行倾斜台试验，本发明的目的是在于提供了一种用于岩体结构面基本摩擦角测试的倾斜台试验装置，该装置结构简单、制作简捷，非常易于实现，保证了测点与岩体的稳定连接，可靠性和稳定性强。装配工艺简单，轻便。适用于现场大批量进行岩体不连续面的基本摩擦角测试。满足基本摩擦角试验所需要的可靠性和稳定性。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种用于岩体结构面基本摩擦角测试的倾斜台试验装置，它包括钢管套筒，四个合页，两块木板，木条，螺杆，螺母。其特征在于：将钢管套筒焊接于第一个合页的一个页面上，将第一个合页的另一个页面用普通螺钉固定在木板上，将木条用普通铁钉钉入第一块木板，将第二个合页和第三个合页的一个页面用普通螺钉固定在第一块木板，然后，将第二个合页和第三个合页的另一个页面用普通螺钉固定在第二块木板上，将第四个合页的一个页面用普通螺钉固定在第二块木板上，将螺杆焊接于第四个合页的另一个页面上，将螺母拧入螺杆，保持第二块木板不动，旋转四个合页，使钢管套筒套入螺杆并放置于螺母上。

一种用于岩体结构面基本摩擦角测试的倾斜台试验装置，其操作步骤如下：

第一步，将试验装置近水平放置于地面上，调整螺母使顶部木板的倾斜角小于5度。

第二步，在岩体中采集带有不连续结构面的岩块，紧贴本条放置于顶部木板上。

第三步，慢速旋进螺母，使顶部木板缓慢向上倾斜，直至岩块沿不连续面产生滑移。

第四步，测量不连续面的倾斜角度，即岩块不连续面的基本摩擦角。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1.利用三组合页来连接倾斜台的其它构件，使装置产生旋转。三组旋转轴的协调转动，倾斜平台角度变化。与现有的单轴旋转方式相比，增加了测试装置的可操控性和稳定性。

2.利用木质材料作为倾斜台装置的主体构件。在满足岩石结构面的摩擦角测试条件的前提下，大大降低了装置的重量大大降低了装置的重量。与现有装置的厚钢材质相比，更便于现场携带，特别是在地形陡峭的岩土工程现场。

3.利用螺杆、螺母和套筒的简单构成，对倾斜台的角度旋转进行细微且正确的控制。与现有装置相比，实现倾斜台的细微且正确的控制的重要特征有两个。其一，在螺母同等转速的前提下，随着倾斜台角度的变大，其角度变化速率会逐渐降低。其二，螺母旋转一圈，套微的前进距离在1-2mm（根据螺杆型号略有不同），这种旋进式控制方式，与现有的差速控制方式相比，更能保证了控制的精确性。

附图说明

图1为一种用于岩体结构面基本摩擦角测试的倾斜台试验装置的平面示意图。

图2为一种用于岩体结构面基本摩擦角测试的倾斜台试验装置剖面示意图。

图3为一种用于岩体结构面基本摩擦角测试的倾斜台试验装置的工作状态示意图。

其中：钢管套筒1、第一合页2、第二合页5、第三合页6、第四合页8、第一木板3、第二木板7、木条4、螺杆9、螺母10。

具体实施方式

实施例1：

一种用于岩体结构面基本摩擦角测试的倾斜台试验装置，它包括钢管套筒1、第一合页2、第二合页5、第三合页6、第四合页8、第一木板3、第二木板7、木条4、螺杆9、螺母10。其连接关系是：将钢管套筒1焊接于第一合页2的一个页面上，将第一合页2的另一个页面用普通螺钉固定在第一木板3上，将木条4用普通铁钉钉入第一木板3，将第二合页5和第三合页6的一个页面用普通螺钉固定在第一木板3上，然后，将第二合页5和第三合页6的另一个页面用普通螺钉固定在第二木板7上；将第四合页8的一个页面用普通螺钉固定在第二木板7上；将螺杆9焊接于第四合页8的另一个页面上；将螺母10拧入螺杆9；保持第二木板7不动，旋转第一合页2、第二合页5、第三合页6、第四合页8，使钢管套筒1套入螺杆9并放置于螺母10上。

一种用于岩体结构面基本摩擦角测试的倾斜台试验装置，其实施步骤如下：

第一步，将试验装置放置于地面上，使第二木板7与地面接触并尽量保持水平，调整螺母使钢管套筒1、第一合页2和第一木板3协调旋转。当第一木板3与第二木板7的夹角小于5度时，试验装置放置完成。

第二步，在现场采集带有不连续结构面的岩块，紧贴木条4放置于第一木板3之上，试验样品安装完成。

第三步，开始试验过程，慢速旋进螺母，使顶部的第一木板3缓慢向上倾斜，直至岩块沿不连续面产生滑移，试验控制过程完毕。

第四步，使用罗盘或其它测量设备来测量不连续面与水平面之间的倾斜角度，即岩块不连续面的基本摩擦角。

Claims

1.一种用于岩体结构面基本摩擦角测试的倾斜台试验装置，它包括钢管套筒（1）、第一合页（2）、第一木板（3）、木条（4），其特征在于：将钢管套筒（1）焊接于第一合页（2）的一个页面上，将第一合页（2）的另一个页面用螺钉固定在第一木板（3）上，将木条（4）用铁钉钉入第一木板（3），将第二合页（5）和第三合页（6）的一个页面用螺钉固定在第一木板（3）上，将第二合页（5）和第三合页（6）的另一个页面用螺钉固定在第二木板（7）上；将第四合页（8）的一个页面用螺钉固定在第二木板（7）上，将螺杆（9）焊接于第四合页（8）的另一个页面上，将螺母（10）拧入螺杆9。

2.根据权利要求1所述的一种用于岩体结构面基本摩擦角测试的倾斜台试验装置，其特征在于：所述的钢管套筒（1）套入螺杆（9）并放置于螺母（10）上。