CN108303330A - 一种便携式岩石抗剪强度测试装置 - Google Patents

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CN108303330A CN201810089668.6A CN201810089668A CN108303330A CN 108303330 A CN108303330 A CN 108303330A CN 201810089668 A CN201810089668 A CN 201810089668A CN 108303330 A CN108303330 A CN 108303330A
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张士科
方宏远
王复明
肖建清
黄强
袁园
王超
杨玉东
张庆伟
徐晓勇
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/24Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady shearing forces

Abstract

本发明公开的属于岩石力学试验技术领域,具体为一种便携式岩石抗剪强度测试装置,包括底座,所述底座的顶部从左到右依次设置有测试主机、两组支杆和电机座,所述电机座的顶部安装有推拉电机,所述推拉电机的左侧动力输出端安装有螺杆,所述螺杆的外壁左侧螺接有螺纹套,所述螺纹套的左侧固定有第二压力传感器,所述第二压力传感器的左侧与右侧支杆的右侧固定连接,右侧所述支杆的底部设置有滑块,所述底座的顶部开有与滑块相配合的滑槽,两组所述支杆的相视一面对称开有装夹槽,该发明提出的一种便携式岩石抗剪强度测试装置,便于移动,使用方便,方便现场测量分析,检测的数据准确度高,便于数据的显示和分发,自动化程度高。

Description

一种便携式岩石抗剪强度测试装置
技术领域
[0001] 本发明涉及岩石力学试验技术领域,具体为一种便携式岩石抗剪强度测试装置。
背景技术 _
[0002] 岩体抗剪强度是指岩体抵抗外力剪切破坏的能力。工程上通常采用现场大型试验 的方法测定岩体的抗剪强度。工程上通常采用现场大型试验的方法测定岩体的抗剪强度。 通过试验可获取如下资料:①岩体剪应力〜剪位移曲线;②剪切强度曲线及岩体剪切强度 参数值。在工程建设中,岩石会受到来自于岩土、水分等挤压而产生剪力,这会影响 岩石的力学性能,故研究岩石的抗剪强度有助于为土木建筑提供设计参考。现有的岩石抗 剪强度测试装置结构设计不合理,使用不方便,且测试的准确度低。为此,我们提出一种便 携式岩石抗剪强度测试装置。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种便携式岩石抗剪强度测试装置,以解决上述背景技术 中提出的现有的岩石抗剪强度测试装置结构设计不合理,使用不方便,且测试的准确度低 的问题。
[0004] 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种便携式岩石抗剪强度测试装置, 包括底座,所述底座的顶部从左到右依次设置有测试主机、两组支杆和电机座,所述电机座 的顶部安装有推拉电机,所述推拉电机的左侧动力输出端安装有螺杆,所述螺杆的外壁左 侧螺接有螺纹套,所述螺纹套的左侧固定有第二压力传感器,所述第二压力传感器的左侧 与右侧支杆的右侧固定连接,右侧所述支杆的底部设置有滑块,所述底座的顶部开有与滑 块相配合的滑槽,两组所述支杆的相视一面对称开有装夹槽,所述装夹槽的内腔顶部和底 部均设置有气缸,顶部所述气缸的底部和底部所述气缸的顶部均设置有装夹板,所述装夹 板上安装有第一压力传感器,左侧所述支杆的顶部设置有旋转电机,所述旋转电机的右侧 动力输出端安装有卷轴,所述卷轴的外壁缠绕有绳索,且绳索的另一端固定安装有开有向 右的U型框架,所述U型框架的右侧安装有挡板,所述挡板的顶部和底部分别套接在U型框架 的两组横杆的外壁上,所述U型框架的两组横杆的右侧螺接有螺帽,所述U型框架的内腔底 部设置有第三压力传感器,所述旋转电机的底部右侧设置有激光测距装置,所述测试主机 的表面镶嵌有显示装置,所述第三压力传感器、激光测距装置、第二压力传感器和第一压力 传感器的输出端均电性连接滤波模块的输入端,所述滤波模块的输出端电性连接信号放大 模块的输入端,所述信号放大模块的输出端电性连接测试主机的输入端,所述测试主机的 输出端分别电性连接无线通讯模块、显示装置和驱动模块的输入端,所述驱动模块的输出 端分别电性连接推拉电机、旋转电机和气缸的输入端,所述无线通讯模块的输出端电性连 接远程终端的输入端。
[0005] 优选的,所述底座的底部四角均安装有滚轮。
[0006] 优选的,所述装夹板朝向装夹槽内腔中央位置的一面设置有橡胶垫。
[0007]优选的,所述旋转电机和推拉电机均为内部转子为钕铁硼材料制成的伺服电机。 [0008]优选的,所述滑块和滑槽的形状均为T型,且滑块镶嵌在滑槽的内腔。
[0009]与现有技术相比,本发明的有益效果是:该发明提出的一种便携式岩石抗剪强度 测试装置,便于移动,使用方便,方便现场测量分析,检测的数据准确度高,便于数据的显示 和分发,自动化程度高。
附图说明
[0010]图1为本发明结构示意图;
[0011]图2为本发明原理框图。
[0012]图中:1底座、2测试主机、3支杆、4电机座、5推拉电机、6螺杆、7螺纹套、8第二压力 传感器、9滑块、10滑槽、11装夹槽、I2气缸、13装夹板、14第一压力传感器、15旋转电机、16卷 轴、17U型框架、18挡板、19螺帽、20第三压力传感器、21激光测距装置、22显示装置、23滤波 模块、24信号放大模块、25无线通讯模块、26远程终端、27驱动模块。
具体实施方式
[0013]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0014]请参阅图1-2,本发明提供一种技术方案:一种便携式岩石抗剪强度测试装置,包 括底座1,所述底座1的顶部从左到右依次设置有测试主机2、两组支杆3和电机座4,所述电 机座4的顶部安装有推拉电机5,所述推拉电机5的左侧动力输出端安装有螺杆6,所述螺杆6 的外壁左侧螺接有螺纹套7,所述螺纹套7的左侧固定有第二压力传感器8,所述第二压力传 感器8的左侧与右侧支杆3的右侧固定连接,右侧所述支杆3的底部设置有滑块9,所述底座1 的顶部开有与滑块9相配合的滑槽10,两组所述支杆3的相视一面对称开有装夹槽11,所述 装夹槽11的内腔顶部和底部均设置有气缸12,顶部所述气缸12的底部和底部所述气缸12的 顶部均设置有装夹板13,所述装夹板13上安装有第一压力传感器14,左侧所述支杆3的顶部 设置有旋转电机15,所述旋转电机15的右侧动力输出端安装有卷轴16,所述卷轴16的外壁 缠绕有绳索,且绳索的另一端固定安装有开有向右的U型框架17,所述U型框架17的右侧安 装有挡板18,所述挡板18的顶部和底部分别套接在U型框架17的两组横杆的外壁上,所述U 型框架17的两组横杆的右侧螺接有螺帽19,所述U型框架17的内腔底部设置有第三压力传 感器20,所述旋转电机15的底部右侧设置有激光测距装置21,所述测试主机2的表面镶嵌有 显示装置22,所述第三压力传感器20、激光测距装置21、第二压力传感器8和第一压力传感 器14的输出端均电性连接滤波模块23的输入端,所述滤波模块23的输出端电性连接信号放 大模块24的输入端,所述信号放大模块24的输出端电性连接测试主机2的输入端,所述测试 主机2的输出端分别电性连接无线通讯模块25、显示装置22和驱动模块27的输入端,所述驱 动模块27的输出端分别电性连接推拉电机5、旋转电机15和气缸12的输入端,所述无线通讯 模块25的输出端电性连接远程终端26的输入端。
[0015]其中,所述底座1的底部四角均安装有滚轮,便于该装置的移动,所述装夹板13朝 向装夹槽11内腔中央位置的一面设置有橡胶垫,所述旋转电机15和推拉电机5均为内部转 子为钕铁硼材料制成的伺服电机,所述滑块9和滑槽1〇的形状均为T型,且滑块9镶嵌在滑槽 10的内腔。
[0016]工作原理:使用时,通过滚轮将该装置移动至测试位置,控制推拉电机5带动右侧 支杆3的左右移动,将岩石的两端装夹在两组装夹槽丨丨内,然后通过测试主机2控制气缸12 实现对岩石两端的夹紧,第一压力传感器14检测装夹压力,并将检测的压力信号反馈至测 试主机2,当压力满足装夹需要时,测试主机2控制气缸12停止运行,在测试时,控制推拉电 机5带动螺杆6旋转,螺杆6在螺纹套7内旋转,实现右侧支杆3的左右移动,第二压力传感器8 检测压力,实现对岩石的正压力的检测,将U型框架17卡在岩石外壁的左端,采用挡板18和 螺帽19实现对岩石的固定,开启旋转电机15,旋转电机15旋转,实现对U型框架17的提升,第 三压力传感器20检测压力,激光测距21检测岩石相对运动的距离,检测的数据通过滤波模 块23和信号放大模块24进行滤波和放大后传输至测试主机2,测试主机2进行记录和分析, 显示装置22进行数据的显示,通过无线通讯模块25实现测试的数据的远程传输,便于数据 的分发。
[0017]尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换 和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1. 一种便携式岩石抗剪强度测试装置,包括底座(1),其特征在于:所述底座(1)的顶部 从左到右依次设置有测试主机(2)、两组支杆⑶和电机座(4),所述电机座⑷的顶部安装 有推拉电机(5),所述推拉电机⑸的左侧动力输出端安装有螺杆(6),所述螺杆⑹的外壁 左侧螺接有螺纹套(7),所述螺纹套⑺的左侧固定有第二压力传感器⑻,所述第二压力传 感器(8)的左侧与右侧支杆(3)的右侧固定连接,右侧所述支杆(3)的底部设置有滑块(9), 所述底座(1)的顶部开有与滑块(9)相配合的滑槽(10),两组所述支杆(3)的相视一面对称 开有装夹槽(11),所述装夹槽(11)的内腔顶部和底部均设置有气缸(12),顶部所述气缸 (12) 的底部和底部所述气缸(12)的顶部均设置有装夹板(13),所述装夹板(13)上安装有第 一压力传感器(14),左侧所述支杆(3)的顶部设置有旋转电机(15),所述旋转电机(15)的右 侧动力输出端安装有卷轴(16),所述卷轴(16)的外壁缠绕有绳索,且绳索的另一端固定安 装有开有向右的U型框架(17),所述U型框架(17)的右侧安装有挡板(18),所述挡板(18)的 顶部和底部分别套接在U型框架(17)的两组横杆的外壁上,所述U型框架(17)的两组横杆的 右侧螺接有螺帽(19),所述U型框架(17)的内腔底部设置有第三压力传感器(20),所述旋转 电机(15)的底部右侧设置有激光测距装置(21),所述测试主机(2)的表面镶嵌有显示装置 (22),所述第三压力传感器(20)、激光测距装置(21)、第二压力传感器(8)和第一压力传感 器(14)的输出端均电性连接滤波模块(23)的输入端,所述滤波模块(23)的输出端电性连接 信号放大模块(24)的输入端,所述信号放大模块(24)的输出端电性连接测试主机(2)的输 入端,所述测试主机(2)的输出端分别电性连接无线通讯模块(25)、显示装置(22)和驱动模 块(27)的输入端,所述驱动模块(27)的输出端分别电性连接推拉电机(5)、旋转电机(15)和 气缸(12)的输入端,所述无线通讯模块(25)的输出端电性连接远程终端(26)的输入端。
2. 根据权利要求1所述的一种便携式岩石抗剪强度测试装置,其特征在于:所述底座 (1)的底部四角均安装有滚轮。
3. 根据权利要求1所述的一种便携式岩石抗剪强度测试装置,其特征在于:所述装夹板 (13) 朝向装夹槽(11)内腔中央位置的一面设置有橡胶垫。
4. 根据权利要求1所述的一种便携式岩石抗剪强度测试装置,其特征在于:所述旋转电 机(15)和推拉电机(5)均为内部转子为钕铁硼材料制成的伺服电机。
5. 根据权利要求1所述的一种便携式岩石抗剪强度测试装置,其特征在于:所述滑块 ⑼和滑槽(10)的形状均为T型,且滑块镶嵌在滑槽(10)的内腔。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010056529A (ko) * 1999-12-15 2001-07-04 김윤규, 정주영, 심옥진, 정몽헌 암석 절리면 프로파일 측정장치
CN103335895A (zh) * 2013-06-28 2013-10-02 绍兴文理学院 多尺度岩石直剪仪
US8656788B2 (en) * 2011-11-08 2014-02-25 Korea Institute Of Geoscience And Mineral Resources (Kigam) Ring shear apparatus considering wall-slip effect
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