CN203720055U - 一种测试隧洞岩石受力的滴定装置 - Google Patents

Abstract

一种测试隧洞岩石受力的滴定装置，装置包括连接杆、测试盒、固定装置，测试盒与固定装置均设在连接杆上；测试盒包括盒体、摄像机、弹性伸缩部件、控制装置、发光部件、微升计，微升计内装滴定液，所述盒体固定在连接杆上，摄像机、弹性伸缩部件、控制装置发光部件、微升计设置在盒体内，所述控制装置能控制弹性伸缩部件的伸缩，所述弹性伸缩部件伸出能使微升计的滴定液点滴到盒体外，所述摄像机摄像方向与滴定液点滴方向一致。本实用新型的优点在于，采用滴定法测试钻孔中岩石受力状况。

Description

一种测试隧洞岩石受力的滴定装置

技术领域

本实用新型涉及一种岩土工程用试验装置，特别涉及一种在高地应力地区开挖硐室时能在钻孔中测试岩石受力状况的试验装置。

背景技术

随着科技的进展和采掘技术的进步如今在地下工程的应用范围之广规模之大埋深之深以及向深部推进速度之快已非昔日可比，深度的加大使得岩体工程处于更复杂的环境场、应力场、温度场以及渗流场之中，仅就地应力而言，深部的原岩应力更大，开挖卸荷必将导致采区周围的场应力（围岩应力）随之加大。如何既简单经济而又能较快获得直观实用的隧洞埋深处的地应力状况是本实用新型的初衷。众所周知孔隙率是反映岩石特性的一个重要参数，特定的岩样其孔隙率大小一般也在某一个区间范围内，岩石在加载过程中其孔隙率也会由于受力的作用而发生变化，且在岩石的不同位置有差异，即岩石的损伤总是伴随着孔隙率的变化，因此从岩石孔隙率的变化反映岩石的损伤有着相应的理论基础。我们在之前的实验中已经以有色溶液（不与岩石发生反应）在岩石表面的渗透速率、溶液扩散的面积、形状等表观现象反映岩石的孔隙率的变化，从而表征岩石在受力过程中损伤程度。有了上述的实验基础我们将其应用于岩石试件的筛选，其作为一种无损检测技术使用得当可为以后工程实践应用中测量岩体受地应力作用造成岩石损伤提供一个简单实用的方法，而本文中提到的滴定装置将之前提到的试验方法应用于隧道工程，拟采用该无损检测技术以岩石表面的表观现象反映岩石在受力过程中孔隙率的变化情况从而表征岩石在受力过程中损伤程度，为以后工程实践应用中测量岩体受地应力作用造成岩石损伤提供了便利。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种采用滴定法测试钻孔中岩石受力状况的滴定装置。          

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种测试隧洞岩石受力的滴定装置包括连接杆、测试盒、固定装置，测试盒与固定装置均设在连接杆上；

测试盒包括盒体、摄像机、弹性伸缩部件、控制装置、发光部件、微升计，微升计内装滴定液，所述盒体固定在连接杆上，摄像机、弹性伸缩部件、控制装置发光部件、微升计设置在盒体内，所述弹性伸缩部件呈压缩状态，控制装置挤压弹性伸缩部件使其不能伸出，所述弹性伸缩部件伸出挤压微升计内的滴定液、使滴定液点滴到盒体外，所述摄像机摄像方向与滴定液点滴方向一致。

进一步讲，连接杆为伸缩杆。

进一步讲，固定装置为活动设置于连接杆两端的三角支架。

还可以，滴定装置还包括长距离控制器，长距离控制器能通过控制装置控制弹性伸缩部件的伸长或缩回。

测试隧洞岩石受力的方法，包括选点、固定支架、滴点测试、分析：

A）选点:在进行测试钻洞内选取一个距洞口大于1.1m的岩石用为测试岩石，并清理掉测试岩石表面的岩石碎屑、灰尘；

B) 固定支架：调整测试隧洞岩石受力的滴定装置的连接杆长度，使固定在连接杆上的测试盒置于测试岩石处，同时将连接杆、测试盒固定；

C) 滴点测试：通过控制装置拉动弹性伸缩部件伸出，弹性伸缩部件伸出使测试盒的微升计的滴定液一点接一点的流出微升计，滴定液正好落在测试岩石，摄像机对准滴定液（落在测试岩石位置、并记录下滴定液滴定、渗透在测试岩石过程，滴定液滴定在测试岩石时间不小于二个小时；

D）分析：分析摄像机所得实验录像，对比渗透时间、形状与不同力大小的关系图，对所测岩样所受过的力的大小做出判断。

本实用新型的点在于，通过连接杆将测试盒放入挖好的岩石孔中，并通过摄像机实时记录微升计的滴定液点滴到岩石表面的全过程，通过分析滴定液点滴到岩石表面过程即可采用滴定法完成岩石应力测定。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

附图1为本实用新型的主视图。

附图2为本实用新型的右视图。

附图3为本实用新型测试盒内部视图。

附图4为采实用新型测定岩石应运用流程图。

图中：1三角支架、2测试盒、3连接杆、4固定支架控制按钮、5固定螺纹、6刻度、7摄像机、8微升计、9弹性伸缩部件、10滴定液、11控制装置、12钢片、13长距离控制器、14发光部件。

具体实施方式

如图1、图2、图3，一种测试隧洞岩石受力的滴定装置包括连接杆3、测试盒2、固定装置、长距离控制器13，连接杆3为伸缩杆，伸缩杆由三节构成，每节长40cm，三节伸开后长约120cm，可满足隧洞中1m之内的测试需要，固定装置为三角支架，二个三角支架1分别活动固定在连接杆3的二端，三角支架1与连接杆3以螺纹形式进行连接，三角支架1上设有固定支架控制按钮4，启动固定支架控制按钮4三角支架1的三个支杆角度可以任意调整，关闭固定支架控制按钮4三角支架1的三个支杆角度固定，角支架1上设固定螺纹5，连接杆3上设带有螺纹的孔，固定螺纹5螺旋固定于孔中，连接杆3上设有刻度6（用于测量连接杆3长度，从而精确确定滴定的位置）；

测试盒2包括盒体、摄像机7、弹性伸缩部件9、控制装置11、发光部件14（闪光灯）、微升计8，微升计8内装滴定液10，盒体固定在连接杆3上，摄像机7、弹性伸缩部件9、控制装置11、发光部件14、微升计8设置在盒体内，控制装置11包括钢片12、及固定在钢片12上的弹性件，钢片12挡住弹性伸缩部件9（弹簧）前端，弹簧被压缩，弹簧前端与钢片12脱离接触时，弹簧伸出使微升计8的滴定液10点滴到盒体外，钢片12卡住弹簧中间或上端，弹簧被限位不能使微升计8的滴定液10点滴到盒体外，摄像机7摄像方向与滴定液10点滴方向一致；

长距离控制器13为拉绳，拉绳一端与控制装置11连接、另一端不固定，拉动拉绳不固定端能使控制装置11控制弹性伸缩部件9的伸长或缩回。

如图4，测试隧洞岩石受力的方法，包括选点、固定支架、滴点测试、分析：

A）选点:在进行测试钻洞内选取一个距洞口1.2m的岩石用为测试岩石，并清理掉测试岩石表面的岩石碎屑、灰尘；

B) 固定支架及准备事项：二个三角支架1与连接杆3二端通过螺纹进行连接，调节三角支架1的三角的角度（注意测试盒2不要触及钻洞岩石以免造成整个装置失稳）并用固定支架控制按钮4将三角支架1锁定，使其不能扭转，通过调节伸缩杆表面的刻度数值，使得测试盒2正好位于选定测试点的上方，然后检查实验装置是否安置稳定；准备事项包括配置滴定液10（采用的色素溶液，红色，可与水以任意比例互溶）或事先准备已经配置好的滴定液10放入微升计8中、及打开摄像机7和发光部件14（闪光灯）；

C) 滴点测试：通过控制装置11（拉绳）拉动弹性伸缩部件9伸出，弹性伸缩部件9伸出使测试盒2的微升计8的滴定液10一点接一点的流出微升计8，滴定液8正好落在测试岩石，摄像机7对准滴定液10落在测试岩石位置、并记录下滴定液10滴定、渗透在测试岩石过程（记当滴定），滴定液10滴定在测试岩石时间为三个小时；

D）分析：分析摄像机所得实验录像，对比渗透时间、形状与不同力大小的关系图，对所测岩样所受过的力的大小做出判断。

本例中的结构仅为对于权利要求的举例说明和讲解，以便于大众阅读理解，不应视为对于权利要求的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的范围和法定等同特征为准。

Claims (4)

1.一种测试隧洞岩石受力的滴定装置，其特征是：所述滴定装置包括连接杆（3）、测试盒（2）、固定装置，所述测试盒（2）与所述固定装置均设在连接杆(3)上；

所述测试盒（2）包括盒体、摄像机（7）、弹性伸缩部件（9）、控制装置（11）、发光部件（14）、微升计（8），所述微升计（8）内装滴定液（10），所述盒体固定在连接杆（3）上，所述摄像机（7）、弹性伸缩部件（9）、控制装置（11）、发光部件（14）、微升计（8）设置在盒体内，所述弹性伸缩部件（9）呈压缩状态，控制装置（11）挤压弹性伸缩部件（9）使其不能伸出，所述弹性伸缩部件（9）伸出挤压微升计（8）内的滴定液（10）、使滴定液（10）点滴到盒体外，所述摄像机（7）摄像方向与滴定液（10）点滴方向一致。

2.根据权利要求1所述的一种测试隧洞岩石受力的滴定装置，其特征是：所述连接杆（3）为伸缩杆。

3.根据权利要求1所述的一种测试隧洞岩石受力的滴定装置，其特征是：所述固定装置为活动设置于连接杆（3）两端的三角支架。

4.根据权利要求1所述的一种测试隧洞岩石受力的滴定装置，其特征是：所述滴定装置还包括长距离控制器（13），所述长距离控制器（13）能通过控制装置（11）控制弹性伸缩部件（9）的伸长或缩回。