CN207703652U - 一种岩石力学试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种岩石力学试验装置，包括装置本体、上压力板和下压力板，所述上压力板上设有自动提升机构，且自动提升装置的下端设有钢绳，所述的钢绳连接有自动解锁机构的钻杆，所述钻杆上设有定位孔，且钻杆的下端连接有钻头，所述装置本体的内部设有处于同一垂直轴线上的导向滑杆，且导向滑杆的下侧设有下限挡板，所述上压力板的下方的左右两侧还设有平行于导向滑杆的标尺，所述标尺通过标尺固定架固定在导向滑杆上，且钻头的下方设有试验箱，试验箱内设有岩石钻凿台，且岩石钻凿台内设有两对成“十”字的高压油缸，每个所述的高压油缸设有加压活塞，本实用新型结构简单，使用方便。因此该装置具有广阔的应用前景，适合在市场上推广。

Description

一种岩石力学试验装置

技术领域

本实用新型涉及实验用具技术领域，具体为一种岩石力学试验装置。

背景技术

在地下资源开采、深埋隧道施工、高坝引水隧洞等深部地下工程施工中，岩石承受着巨大的初始应力，当它遭受到来自凿岩机、掘进机等的作用时，岩石和机具都表现出与浅部施工完全不同的特点。对于岩石，由于有高应力的存在，相当于具备了围压效应，整体强

度增大，但在与机具接触的局部表面，在动力扰动下又易于发生“岩爆”式破坏；对于钻凿机具，除钻头磨蚀程度增加外，钻凿效率大大降低，而且当钻头进入岩石一定深度后，卡钻现象严重，极大地影响了施工进度和作业安全。由于目前岩石力学成果多服务于浅部工程，对深部岩石的高应力状态缺乏考虑，各类基于现有岩石力学理论的设计和施工方法无法保障深部工程的作业安全。随着当前各类深部工程的不断增多，亟需在认清高应力岩石冲击力学特性的基础上设计出合理的钻凿机具，本发明即为实现这一目而提出。不影响下一批待测量物精度的分析天平。目前国内外关于岩石钻凿的各类装置研究主要侧重于钻凿机具的机械设计和动作实现，缺少对钻凿对象特殊状态的研究，特别是缺乏考虑受凿岩石高应力状态对钻凿效果和钻头工况的影响。这些装置和研究均没有涉及被钻凿岩石的应力状态，而近年的深部岩石力学研究和工程实践发现处于地下深部的岩石，由于具有极高的初始应力，其力学响应和破坏特性与无应力岩石截然不同。要研究其钻凿特性，必须从装置上实现这种高应力状态，进而对冲击特性、钻凿效率、磨蚀机理、卡钻原因等进行研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种岩石力学试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种岩石力学试验装置，包括装置本体、上压力板和下压力板，所述上压力板上设有提升装置，且提升装置的下端设有钢绳，所述的钢绳连接有自动解锁机构的钻杆，所述钻杆上设有定位孔，且钻的下端连接有钻头，所述装置本体的内部设有处于同一垂直轴线上的导向滑杆，且导向滑杆呈左右对称设置，所述导向滑杆的下侧设有下限挡板，所述上压力板的下方的左右两侧还设有平行于导向滑杆的标尺，分别为左标尺与右标尺，所述左标尺与右标尺通过标尺固定架固定在导向滑杆上，且钻头的下方设有试验箱，所述试验箱内设有岩石钻凿台，且岩石钻凿台内设有两对成“十”字的高压油缸，每个所述的高压油缸设有加压活塞，所述岩石钻凿台的正中间设有岩石试样，所述试验箱的左侧设有排水管道，且排水管道上设有排水阀门，所述装置本体的左侧设有储液罐，且储液罐通过电磁阀与试验箱相连通，所述电磁阀的右侧设有喷头，且喷头位于试验箱，所述装置本体的右侧设有控制元件，且所述试验箱以及提升装置与控制元件电性相连，所述的钻头冲击钻凿放置在所述的岩石钻凿台上的岩石试样。

进一步的，所述装置本体、上压力板和下压力板为一种新型钢性材料所制成。

进一步的，所述控制元件内设有温度传感器、压力表及操作按钮。

进一步的，所述下压力板的上方设有加热管。

进一步的，所述试验箱内还设有减震装置和消音器。

进一步的，所述储液罐的上方还设有注液口。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型增设了钻头与提升装置，可以针对深部工程岩石进行冲击钻凿实验，同时在钻头下方设置了试验箱，可以用于处于复杂条件下的岩石的抗压与抗拉强度的实验，如高温状态、低温状态以及干燥状态等。此外本实用新型还在装置本体上增设了上压力板和下压力板，可以有效的对岩石进行抗压测试。最后本实用新型还在试验箱内设置了减震装置和消音器，可以有效减轻噪声对实验人员的伤害。总之本实用新型可在实验室中实现对不同状态下的岩石，完成冲击钻凿试验，获得岩石钻凿性能与磨蚀参数，为岩石力学研究提供了一种独特的试验装置。

附图说明

图1是本实用新型中一种岩石力学试验装置的整体结构图；

图2是本实用新型中岩石钻凿台的结构图；

附图标记中：1-装置本体；2-上压力板；3-下压力板；4-提升装置；5-左标尺；6-右标尺；7-钢绳；8-导向滑杆；9-下限挡板；10-标尺固定架；11-定位孔；12-钻头；13-钻杆；14-试验箱；15-排水管道；16-排水阀门；17-储液罐；18-注液口；19-电磁阀；20-喷头；21-加热管；22-岩石钻凿台；23-岩石试样；24-加压活塞；25-高压油缸；26-控制元件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型提供一种技术方案：一种岩石力学试验装置，包括装置本体1、上压力板2和下压力板3，所述上压力板2上设有提升装置4，且提升装置4的下端设有钢绳7，所述的钢绳7连接有自动解锁机构的钻杆13，所述钻杆13上设有定位孔11，且钻杆13的下端连接有钻头12，所述装置本体1的内部设有处于同一垂直轴线上的导向滑杆8，且导向滑杆8呈左右对称设置，所述导向滑杆8的下侧设有下限挡板，所述上压力板2的下方的左右两侧还设有平行于导向滑杆8的标尺，分别为左标尺5与右标尺6，所述左标尺5与右标尺6通过标尺固定架10固定在导向滑杆8上，且钻头12的下方设有试验箱14，所述试验箱14内设有岩石钻凿台22，且岩石钻凿台22内设有两对成“十”字的高压油缸25，每个所述的高压油缸设有加压活塞24，所述岩石钻凿台22的正中间设有岩石试样23，所述试验箱14的左侧设有排水管道15，且排水管道15上设有排水阀门16，所述装置本体的左侧设有储液罐17，且储液罐17通过电磁阀19与试验箱14相连通，所述电磁阀19的右侧设有喷头20，且喷头20位于试验箱14，所述装置本体的右侧设有控制元件26，且所述试验箱14以及提升装置4与控制元件26电性相连，所述的钻头12冲击钻凿放置在所述的岩石钻凿台22上的岩石试样23。

进一步的，所述装置本体1、上压力板2和下压力板3为一种新型钢性材料所制成，该结构的设置可压延长设备的使用寿命。

进一步的，所述控制元件26内设有温度传感器、压力表及操作按钮，该结构的设置可以观察岩石实验时的温度与压强。

进一步的，所述下压力板3的上方设有加热管21，该结构的设置可以对部分岩石进行高温实验。

进一步的，所述试验箱14内还设有减震装置和消音器，该结构的设置可以减轻噪音对实验人员的伤害。

进一步的，所述储液罐17的上方还设有注液口18，该结构的设置可以方便液体的注入。

工作原理：使用时，首先将岩石试样23放在试验箱内14，若该岩石试样23为深部岩石试样，则可对其进行冲击钻凿，来自冲击钻凿机构的钻头12冲击钻凿在高应力的岩石试样23上，自动提升装置4通过提升钻杆13与钻头12到一定高度，然后释放使其自由下落冲击高应力岩石完成动作。若是要对岩石进行高温试验或是低温试验，则可将岩石试样23防止岩石钻凿台22上，启动加热管21则是对岩石进行高温试验，由储液罐17注入液体则是对岩石进行低温试验，然后岩石试样23放置在四个加压活塞24之间，岩石试样23的应力通过液压控制元件26进行精确控制，大小由压力表进行示读。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种岩石力学试验装置，其特征在于，包括装置本体（1）、上压力板（2）和下压力板（3），所述上压力板（2）上设有提升装置（4），且提升装置（4）的下端设有钢绳（7），所述的钢绳（7）连接有自动解锁机构的钻杆（13），所述钻杆（13）上设有定位孔（11），且钻杆（13）的下端连接有钻头（12），所述装置本体（1）的内部设有处于同一垂直轴线上的导向滑杆（8），且导向滑杆（8）呈左右对称设置，所述导向滑杆（8）的下侧设有下限挡板，所述上压力板（2）的下方的左右两侧还设有平行于导向滑杆（8）的标尺，分别为左标尺（5）与右标尺（6），所述左标尺（5）与右标尺（6）通过标尺固定架（10）固定在导向滑杆（8）上，且钻头（12）的下方设有试验箱（14），所述试验箱（14）内设有岩石钻凿台（22），且岩石钻凿台（22）内设有两对成“十”字的高压油缸（25），每个所述的高压油缸设有加压活塞（24），所述岩石钻凿台（22）的正中间设有岩石试样（23），所述试验箱（14）的左侧设有排水管道（15），且排水管道（15）上设有排水阀门（16），所述装置本体的左侧设有储液罐（17），且储液罐（17）通过电磁阀（19）与试验箱（14）相连通，所述电磁阀（19）的右侧设有喷头（20），且喷头（20）位于试验箱（14），所述装置本体的右侧设有控制元件（26），且所述试验箱（14）以及提升装置（4）与控制元件（26）电性相连，所述的钻头（12）冲击钻凿放置在所述的岩石钻凿台(22)上的岩石试样(23)。

2.根据权利要求1所述的一种岩石力学试验装置，其特征在于，所述装置本体（1）、上压力板（2）和下压力板（3）为一种新型钢性材料所制成。

3.根据权利要求1所述的一种岩石力学试验装置，其特征在于，所述控制元件（26）内设有温度传感器、压力表及操作按钮。

4.根据权利要求1所述的一种岩石力学试验装置，其特征在于，所述下压力板（3）的上方设有加热管（21）。

5.根据权利要求1所述的一种岩石力学试验装置，其特征在于，所述试验箱（14）内还设有减震装置和消音器。

6.根据权利要求1所述的一种岩石力学试验装置，其特征在于，所述储液罐（17）的上方还设有注液口（18）。