CN113432994B - 岩体抗压强度测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及岩石力学与工程领域，尤其涉及一种岩体抗压强度测试装置。所述岩体抗压强度测试装置包括基板、起翘组件、脚踏液压泵和数据采集终端，所述起翘组件架设在基板上，通过所述起翘组件压合待检测的岩石，所述脚踏液压泵架设在基板上，且通过所述脚踏液压泵为起翘组件提供液压动力，所述数据采集终端架设在基板上，且通过所述数据采集终端记录脚踏液压泵的加压数据并进行分析计算。本发明提供的岩体抗压强度测试装置通过杠杆原理调节动力臂就可以降低了液压动力的性能需要，同时设备可以放置到开采现场，降低了人力、物力及财力资源的耗费，成本低，效率高的优点。

Description

岩体抗压强度测试装置
技术领域
本发明涉及岩石力学与工程领域，尤其涉及岩体抗压强度测试装置。
背景技术
岩体是指在一定工程范围内，由包含软弱结构面的各类岩石所组成的具有不连续性、非均质性和各向异性的地质体。岩体是在漫长的地质历史过程中形成的，具有一定的结构和构造，并与工程建筑有关。
针对岩石(体)的抗压强度力学参数是在室内通过抗压强度设备来测试，但需要运输大量的岩样到室内，同时需要的液压动力设备要求较高，耗费大量的人力、物力及财力资源，成本高，效率低。
因此，有必要提供一种新的岩体抗压强度测试装置解决上述技术问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种岩体抗压强度测试装置。
本发明提供的岩体抗压强度测试装置包括：
基板；
起翘组件，所述起翘组件架设在基板上，通过所述起翘组件压合待检测的岩石；
脚踏液压泵，所述脚踏液压泵架设在基板上，且通过所述脚踏液压泵为起翘组件提供液压动力；
数据采集终端，所述数据采集终端架设在基板上，且通过所述数据采集终端记录脚踏液压泵的加压数据并进行分析计算。
优选的，所述起翘组件包括转动支架、上转件和下压件，所述转动支架固定架设在基板上，且所述转动支架中的转轴上安装有上转件和下压件。
优选的，所述上转件包括上跷板、延伸长滑板和连接折板，所述上跷板的一端固定安装在转动支架中的转轴上，且所述上跷板内插设有滑动连接的延伸长滑板，所述延伸长滑板的延伸端固定安装有连接折板，且所述连接折板通过锁定器与上跷板锁定。
优选的，所述锁定器包括滑动套、固定板、嵌合套和锁定螺钉，所述滑动套通过固定板固定连接有嵌合套，且所述滑动套两侧壁开设的螺纹通孔内均安装有螺纹连接的锁定螺钉，所述滑动套套设在上跷板上并与上跷板滑动连接，所述嵌合套固定套接在连接折板上。
优选的，所述下压件包括下翘板、下压板和斜制槽，所述下翘板的一端固定安装在转动支架中的转轴上，且所述下翘板的另一端安装有转动连接的下压板，所述下翘板上开设有用于限制下压板向下翻转角度的斜制槽。
优选的，所述基板上安装有用于调节下压板与基板间距的限制组件，且所述限制组件包括螺纹杆、限位板和螺母，四根规格相同的所述螺纹杆固定安装在基板上，且四根所述螺纹杆分布在下压板的两侧，所述限位板的四个边角套设在四根螺纹杆上并与螺纹杆滑动连接，且每一根所述螺纹杆上均安装有螺纹连接的螺母，通过观察数据采集终端上显示面板的压力传感器数值，检测岩石是否受到非下压板自重的额外压力，若受到额外压力通过上调限位板，而限位板两侧的螺纹杆均可安装螺母，从而下方的螺母可以消除限位板对下压板造成的压力。
优选的，所述上跷板下方的基板上安装有倾斜设置的液压缸，所述液压缸的通过转动连接轴转动安装在基板上，且所述液压缸的输出端安装有转动安装架。
优选的，所述脚踏液压泵通过油管与行程油缸连接可拆卸连接，且所述行程油缸固定安装在转动安装架上，所述行程油缸的杆顶与连接折板的下表面铰接。
优选的，所述下压板的底部安装有压力传感器。
优选的，所述液压缸和压力传感器均通过数据传输线与数据采集终端。
与相关技术相比较，本发明提供的岩体抗压强度测试装置具有如下有益效果：
1、本发明通过杠杆原理调节动力臂就可以降低了液压动力的性能需要，同时设备可以放置到开采现场，降低了人力、物力及财力资源的耗费，成本低，效率高；
2、本发明通过数据采集终端收集、记录、分析数据即可获得岩石的抗压强度数值，而若岩石初步勘测抗压强度较大时，拧松锁定螺钉后外抽延伸长滑板，待到延伸长滑板滑出合适长度后旋转拧紧锁定螺钉后即可；
3、本发明通过观察数据采集终端上显示面板的压力传感器数值，检测岩石是否受到非下压板自重的额外压力，若受到额外压力通过上调限位板，而限位板两侧的螺纹杆均可安装螺母，从而下方的螺母可以消除限位板对下压板造成的压力。
附图说明
图1为本发明提供的岩体抗压强度测试装置的一种较佳实施例的结构示意图之一；
图2为本发明提供的岩体抗压强度测试装置的一种较佳实施例的结构示意图之二；
图3为本发明提供的岩体抗压强度测试装置的一种较佳实施例的结构示意图之三；
图4为图1所示起翘组件中上转件的结构示意图；
图5为图1所示起翘组件中下压件的结构示意图；
图6为本发明提供的岩体抗压强度测试装置的检测结构示意图。
图中标号：1、基板；2、起翘组件；21、转动支架；22、上转件；221、上跷板；222、延伸长滑板；223、连接折板；23、下压件；231、下翘板；232、下压板；233、斜制槽；3、液压缸；4、脚踏液压泵；5、转动安装架；6、限制组件；61、螺纹杆；62、限位板；63、螺母；7、锁定器；71、滑动套；72、固定板；73、嵌合套；74、锁定螺钉；8、数据采集终端。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
请参阅图1至图6，本发明实施例提供一种岩体抗压强度测试装置，所述岩体抗压强度测试装置包括：基板1、起翘组件2、脚踏液压泵4和数据采集终端8。
在本发明的实施例中，请参阅图1、图4和图5，所述起翘组件2架设在基板1上，通过所述起翘组件2压合待检测的岩石，而所述起翘组件2包括转动支架21、上转件22和下压件23，所述转动支架21固定架设在基板1上，且所述转动支架21中的转轴上安装有上转件22和下压件23，所述上转件22包括上跷板221、延伸长滑板222和连接折板223，所述上跷板221的一端固定安装在转动支架21中的转轴上，且所述上跷板221内插设有滑动连接的延伸长滑板222，所述延伸长滑板222的延伸端固定安装有连接折板223，而延伸长滑板222上设有刻度线，且所述连接折板223通过锁定器7与上跷板221锁定，而所述锁定器7包括滑动套71、固定板72、嵌合套73和锁定螺钉74，所述滑动套71通过固定板72固定连接有嵌合套73，且所述滑动套71两侧壁开设的螺纹通孔内均安装有螺纹连接的锁定螺钉74，所述滑动套71套设在上跷板221上并与上跷板221滑动连接，所述嵌合套73固定套接在连接折板223上，所述下压件23包括下翘板231、下压板232和斜制槽233，所述下翘板231的一端固定安装在转动支架21中的转轴上，且所述下翘板231的另一端安装有转动连接的下压板232，所述下翘板231上开设有用于限制下压板232向下翻转角度的斜制槽233。
而在本实施例中：上跷板221的长度是下翘板231长度的1.5倍，而延伸长滑板222完全伸出上跷板22后，构成的上跷板面的长度是下翘板231长度的2.5倍，其中，上跷板面和上跷板面已包含连接折板223和下压板232，而基板1侧壁设有刻度线，其中，转动支架21中转轴对应0刻度线，两侧则依次递增。
需要说明的是：岩石初步勘测抗压强度较大时，拧松锁定螺钉74后外抽延伸长滑板222，待到延伸长滑板222滑出合适长度后旋转拧紧锁定螺钉74后即可，从而延伸长滑板222伸出上跷板22的部分和上跷板2本身构成的上跷板面，而上跷板面对应基板1刻度线的长度记录为D1，而下跷板面对应基板1刻度线的长度记录为D2。
在本发明的实施例中，请参阅图1和图5，所述基板1上安装有用于调节下压板232与基板1间距的限制组件6，且所述限制组件6包括螺纹杆61、限位板62和螺母63，四根规格相同的所述螺纹杆61固定安装在基板1上，且四根所述螺纹杆61分布在下压板232的两侧，所述限位板62的四个边角套设在四根螺纹杆61上并与螺纹杆61滑动连接，且每一根所述螺纹杆61上均安装有螺纹连接的螺母63，而所述下压板232的底部安装有压力传感器，且下压板232对应的基板上安装上钢板。
需要说明的是：把开采的岩石打磨到两侧均为平整的状态后，将岩石放置到钢板上，而岩石试件原始横截面积通过测量记录为S，下放限位板62使得限位板62下推下压板232，直到下压板232与岩石的上表面接触后，拧动螺母63使得螺母63将限位板62限制在该位置；
而在本实施例中：通过观察数据采集终端8上显示面板的压力传感器数值，检测岩石是否受到非下压板232自重的额外压力，若受到额外压力通过上调限位板62，而限位板62两侧的螺纹杆61均可安装螺母63，从而下方的螺母63可以消除限位板62对下压板23造成的压力。
在本发明的实施例中，请参阅图1、图2和图3，所述上跷板221下方的基板1上安装有倾斜设置的液压缸3，所述液压缸3的通过转动连接轴转动安装在基板1上，且所述液压缸3的输出端安装有转动安装架5，所述脚踏液压泵4架设在基板1上，且通过所述脚踏液压泵4为起翘组件2提供液压动力，所述脚踏液压泵4通过油管与行程油缸连接可拆卸连接，且所述行程油缸固定安装在转动安装架5上，所述行程油缸的杆顶与连接折板223的下表面铰接，而所述数据采集终端8架设在基板1上，且通过所述数据采集终端8记录脚踏液压泵4的加压数据并进行分析计算，而所述液压缸3和压力传感器均通过数据传输线与数据采集终端8，而脚踏液压泵4的行程油缸压力与试件中心轴线平行，加载速率取0.5～1.0MPa/s的恒定值。
需要说明的是：调节下压板232位置的同时开启液压缸3使得上跷板221上跷，直到下压板23贴合岩石且未对岩石造成压力后关闭液压缸3，此时脚踏脚踏液压泵4，从而行程油缸上顶连接折板223，因此下压板232下压岩石，从而行程油缸形成的压力数值记录为F1，后续将记录的D1、D2和F1通过数据采集终端8收集、记录、分析计算数据即可获得岩石的抗压强度数值。
如图6所示，数据采集终端8内置换算公式为：
F2＝F1D1/D2；
σ＝F2/S；
其中，D1为上跷板面对应基板1刻度线的长度记录；D2为下跷板面对应基板1刻度线的长度记录；F1为脚踏液压泵4对试样压断时的行程油缸压力；F2为试样压断时所承受的最大力；S：试样原始横截面积；σ为抗拉强度或者强度极限；
值得注意的是：通过换算公式于实现获取高精准的岩石的抗压强度数值，且避免测试数据过程中操作间隔过长导致数据存在偏差。
本发明提供的岩体抗压强度测试装置的工作原理如下：
将设备放置岩石开采工地处，把开采的岩石打磨到两侧均为平整的状态后，将岩石放置到钢板上，下放限位板62使得限位板62下推下压板232，直到下压板232与岩石的上表面接触后，下拧螺母63使得螺母63将限位板62限制在该位置，通过观察数据采集终端8上显示面板的压力传感器数值，检测岩石是否受到非下压板232自重的额外压力，若受到额外压力通过上调限位板62，而限位板62两侧的螺纹杆61均可安装螺母63，从而下方的螺母63可以消除限位板62对下压板23造成的压力，调节下压板232位置的同时开启液压缸3使得上跷板221上跷，直到下压板23贴合岩石且未对岩石造成压力后关闭液压缸3，此时上跷板面对应基板1刻度线的长度记录为D1，而下跷板面对应基板1刻度线的长度记录为D2，后续脚踏脚踏液压泵4，从而行程油缸上顶连接折板223，因此下压板232下压岩石，行程油缸形成的压力数值记录为F1，通过数据采集终端8收集、记录、分析数据即可获得岩石的抗压强度数值，而若岩石初步勘测抗压强度较大时，拧松锁定螺钉74后外抽延伸长滑板222，待到延伸长滑板222滑出合适长度后旋转拧紧锁定螺钉74后即可，从而延伸长滑板222伸出上跷板22的部分和上跷板2本身构成的上跷板面，因此可以降低的脚踏脚踏液压泵4的损耗，同时设备可以放置到开采现场，降低了人力、物力及财力资源的耗费，成本低，效率高。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.岩体抗压强度测试装置，其特征在于，包括：
基板(1)；
起翘组件(2)，所述起翘组件(2)架设在基板(1)上，通过所述起翘组件(2)压合待检测的岩石；
脚踏液压泵(4)，所述脚踏液压泵(4)架设在基板(1)上，且通过所述脚踏液压泵(4)为起翘组件(2)提供液压动力；
数据采集终端(8)，所述数据采集终端(8)架设在基板(1)上，且通过所述数据采集终端(8)记录脚踏液压泵(4)的加压数据并进行分析计算；
所述起翘组件(2)包括转动支架(21)、上转件(22)和下压件(23)，所述转动支架(21)固定架设在基板(1)上，且所述转动支架(21)中的转轴上安装有上转件(22)和下压件(23)；
所述上转件(22)包括上跷板(221)、延伸长滑板(222)和连接折板(223)，所述上跷板(221)的一端固定安装在转动支架(21)中的转轴上，且所述上跷板(221)内插设有滑动连接的延伸长滑板(222)，所述延伸长滑板(222)的延伸端固定安装有连接折板(223)，且所述连接折板(223)通过锁定器(7)与上跷板(221)锁定；
所述锁定器(7)包括滑动套(71)、固定板(72)、嵌合套(73)和锁定螺钉(74)，所述滑动套(71)通过固定板(72)固定连接有嵌合套(73)，且所述滑动套(71)两侧壁开设的螺纹通孔内均安装有螺纹连接的锁定螺钉(74)，所述滑动套(71)套设在上跷板(221)上并与上跷板(221)滑动连接，所述嵌合套(73)固定套接在连接折板(223)上；
所述下压件(23)包括下翘板(231)、下压板(232)和斜制槽(233)，所述下翘板(231)的一端固定安装在转动支架(21)中的转轴上，且所述下翘板(231)的另一端安装有转动连接的下压板(232)，所述下翘板(231)上开设有用于限制下压板(232)向下翻转角度的斜制槽(233)。
2.根据权利要求1所述的岩体抗压强度测试装置，其特征在于，所述基板(1)上安装有用于调节下压板(232)与基板(1)间距的限制组件(6) ，且所述限制组件(6)包括螺纹杆(61)、限位板(62)和螺母(63)，四根规格相同的所述螺纹杆(61)固定安装在基板(1)上，且四根所述螺纹杆(61)分布在下压板(232)的两侧，所述限位板(62)的四个边角套设在四根螺纹杆(61)上并与螺纹杆(61)滑动连接，且每一根所述螺纹杆(61)上均安装有螺纹连接的螺母(63)。
3.根据权利要求1所述的岩体抗压强度测试装置，其特征在于，所述上跷板(221)下方的基板(1)上安装有倾斜设置的液压缸(3)，所述液压缸(3)的通过转动连接轴转动安装在基板(1)上，且所述液压缸(3)的输出端安装有转动安装架(5)。
4.根据权利要求3所述的岩体抗压强度测试装置，其特征在于，所述脚踏液压泵(4)通过油管与行程油缸可拆卸连接，且所述行程油缸固定安装在转动安装架(5)上，所述行程油缸的杆顶与连接折板(223)的下表面铰接。
5.根据权利要求3所述的岩体抗压强度测试装置，其特征在于，所述下压板(232)的底部安装有压力传感器。
6.根据权利要求5所述的岩体抗压强度测试装置，其特征在于，所述液压缸(3)和压力传感器均通过数据传输线与数据采集终端(8)。
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