CN214121751U - 一种标准岩石试件标点装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种标准岩石试件标点装置，它是由注射结构和支撑结构组成，其中注射结构包括活塞、倒T型针筒、弹簧挡头、弹簧、定位附件，支撑结构包括支架平台、支架和底座；所述的底座位于装置的最底部，底座上表面两边通过螺栓连接上方的支架，在支架顶端焊接了支架平台，所述的支架平台是一个空心短圆柱，所述的倒T型针筒贯穿于支架平台中，倒T型针筒又由竖向筒、水平筒和针孔组成，并通过套在竖向筒外的弹簧和上方的弹簧挡头支撑在支架平台上，所述的弹簧挡头通过内置螺纹紧固在竖向筒外壳的中部；所述的定位附件通过强力胶粘贴于竖向筒外壳下部。本实用新型克服了人工标点困难的问题，大大提高了实验效率。

Description

一种标准岩石试件标点装置

技术领域

本实用新型涉及岩土工程中岩石材料变形特性的研究领域，尤其涉及一种标准岩石试件标点装置。

背景技术

随着经济社会的快速发展，地上部分的建设和开发逐渐趋于饱和，为缓解土地资源的进一步紧张，地下工程的发展和建设已成必然的发展趋势。许多地下工程处在岩层环境中，而岩层中普遍存在着裂隙、节理、断层等软弱结构面，给地下工程的安全和稳定带来了很大的隐患，因此我们需要了解掌握它们的岩体力学性能，更好地指导实践生产。其中，岩体在荷载下的变形特征和规律是岩体力学性能很重要的方面，因此研究岩体的变形特性很有必要。

对于岩体变形的研究，通常采取室内试验的方法，即通过采用钻石机、切石机、磨石机等制样设备取出圆柱体岩芯在室内加工，制成直径50mm、高度100mm的标准岩石试件，将试件放置在压力机上进行加载，同时采用一些变形量测的方法记录位移和应变，得到试件的变形特征。

一些传统的量测方法，如在试件上粘贴电阻应变片，但安装的测点数量极为有限，或者通过引伸计来记录，同样也只能反应局部的变形特点，而在试件上描画网格线，拍照后人工测量，精度较低，工作量大，都无法满足试件细观和全场变形特性精细观测的要求。

近年来，数字照相量测技术迅速发展，因其对试件干扰小、量测点布置灵活、量测精度满足要求等优点得到广泛应用。其中，通过在试件表面进行标点为其提供了真实距离的参考，提高了数字照相量测的精度，更好的满足实验需求。但现阶段通过人工标点，误差较大、效率较低，不能很好地满足实验进度要求。

因此，有必要发明一种标准岩石试件标点装置，解决人工标点困难、效率较低的问题。

实用新型内容

针对目前标准岩石试件人工标点困难、效率低的问题，本实用新型提供了一种标准岩石试件标点装置。

本实用新型一种标准岩石试件标点装置，它是基于注射器的原理，将溶剂挤出用以标点，其特征在于，它是由注射结构和支撑结构组成，其中注射结构包括活塞、倒T型针筒、弹簧挡头、弹簧、定位附件，支撑结构包括支架平台、支架和底座；所述的底座位于装置的最底部，底座上表面两边通过螺栓连接上方的支架，在支架顶端焊接了支架平台，所述的支架平台是一个空心短圆柱，所述的倒T型针筒贯穿于支架平台中，倒T型针筒又由竖向筒、水平筒和针孔组成，并通过套在竖向筒外的弹簧和上方的弹簧挡头支撑在支架平台上，所述的弹簧挡头通过内置螺纹紧固在竖向筒外壳的中部；所述的定位附件通过强力胶粘贴于竖向筒外壳下部。

进一步，所述的溶剂为溶剂型涂料、水性涂料、油漆等。

所述的活塞由塞嘴、塞杆和塞柄组成，其中塞嘴是直径略大于竖向筒直径的圆锥形橡胶塞，塞杆和塞柄是PVC硬塑料材质，塞杆的横截面尺寸小于竖向筒的直径，塞杆长度为8～12cm，塞嘴套在塞杆上，塞柄为薄长方形板、薄圆形板等，平面尺寸为4～6cm，厚度为1～3mm。

所述的倒T型针筒是一个整体的空心筒，材质为PVC硬塑料，它包括竖向筒、水平筒和针孔，竖向筒连接于水平筒上表面正中央，垂直朝上伸出，呈倒T型状，所述的针孔在水平筒下表面的中心线垂直朝下伸出；所述的竖向筒是一个透明圆筒，内径为1.5～2cm，壁厚为1～2mm，外径即1.7～2.4cm，高度为8～12cm，在竖向筒外壳中部还制有螺纹，螺纹高度为0.5～2cm，用于连接弹簧挡头；所述的水平筒为一个扁平的长方体，高度为0.5～1cm，宽度为1～1.5cm，长度为10cm，壁厚为1～2mm；所述的针孔设置方式为从水平筒下底面正中心沿长度方向朝两侧进行布置，间距为1～2cm，针孔的高度为6～8mm，内径为1～2mm，外径为3～4mm。

所述的弹簧挡头通过螺纹作用连接于竖向筒的外壳中部，是一个内孔壁制有螺纹的空心短圆柱，材质为实体的PVC硬塑料，内径为竖向筒的外径，范围是1.7～2.4cm，所述的弹簧挡头的外径是2.7～4.4cm，高度为0.5～2cm，与竖向筒的螺纹高一致；所述的弹簧挡头作为弹簧的顶头，使得倒T型针筒能够支撑在支架平台上。

所述的弹簧居于支架平台与弹簧挡头之间，弹簧底部接触支架平台上表面，顶部接触弹簧挡头下表面，高度为3～5cm，所述的弹簧的直径小于支架平台和弹簧挡头的外径，但要大于定位附件所包含的范围，即能够保证定位附件包含于弹簧内部且与弹簧不接触，故直径范围是2.5～3.5cm；所述的弹簧一直处于压缩状态，并且在无外力状态下，由于弹簧弹力，使得倒T型针筒的针孔不会接触到放置在底座上的试件；所述的弹簧的作用是使注射结构在每次标完点后，自身能够依靠弹簧的弹力恢复原有位置，加快了标点的效率，节约了时间。

所述的定位附件共两个，相对地粘贴于竖向筒外壳底部，它们的底面紧贴在水平筒的上表面；所述的定位附件是扇形柱体，材质为实体PVC硬塑料，高度为3～5cm，横截面是一个由内弧段和外弧段组成的扇形，该扇形的宽度为0.4～0.6cm，内弧长为1～1.5cm，外弧长为1.5～2.5cm；所述的定位附件的作用是通过插入到支架平台的定位卡槽中，限定倒T型针筒的转动，确保了标点位置的准确。

所述的支架平台位于底座中心的正上方，是一个空心短圆柱，材质为实体金属材料，高度为0.5～1.5cm，内径略大于竖向筒的外径，范围是1.7～2.6cm，所述的支架平台的外径为3.7～4.6cm，并且沿着内孔壁留设两个相对的定位卡槽，且贯通整个高度，所述的定位卡槽的形状为扇形柱体，与定位附件相一致，它的平面尺寸略大于定位附件，使得定位附件能够准确插入，起到限定倒T型针筒转动的作用。

所述的支架为两脚钢架，通过螺栓紧固在底座上表面长边中点的连线上，对称分布在底座上表面的两侧，且支架最外侧不超过底座边缘；所述的支架包括倾斜支架和水平支架，他们之间通过焊接连接，由于两边支架相同，故只详细说明一边的支架，另外一边与之相同，倾斜支架朝装置中央倾斜，倾斜角度是60°～80°，倾斜长度为5～9cm，垂直高度为5～7cm，水平宽度为1～4cm，水平支架的长度为0.5～1cm；所述的支架截面形状均为等截面矩形，截面长度为1～1.5cm，截面宽度为0.3～0.6cm；在水平支架中留设圆形孔洞，直径为0.3～0.6cm，作用是螺栓穿过圆形孔洞插入到下方底座的螺纹孔中，紧固支架。

所述的底座为实体的金属材料，它是高度3～5cm、宽度8～10cm、长度10cm的长方体，并且在其上表面中心处沿着长度方向贯通有半径25mm的半圆形腔室，用于放置标准岩石试件，在底座前侧面印有半圆形刻度盘，用于实现试件横向上不同尺寸的标点需求；在底座上表面的螺纹孔位于长边中点的连线上，对称分布在底座上表面的两侧，与上方支架上的圆形孔洞位置对应，所述的螺纹孔中心距离较近一侧底座边缘为0.3～1.2cm，螺纹孔的直径为0.3～0.6cm，深度为2.5～3cm。

本实用新型一种标准岩石试件标点装置的使用方法是：

(1)首先将溶剂灌满倒T型针筒，将活塞插入竖向筒中，排出空气，确保倒T型针筒内真空；

(2)将标准岩石试件置于底座上，并在朝向半圆形刻度盘一侧的试件端面上描画出所需的定位线；

(3)将注射结构按下置于试件表面，再按下活塞，将溶剂挤出少许标在试件表面；

(4)放松注射结构，根据所需横向尺寸，凭借定位线和半圆形刻度盘，转动试件到相应的位置；

(5)重复(3)(4)步操作，直至所有标点结束。

本实用新型一种标准岩石试件标点装置的优点是：

(1)基于注射器原理，将溶剂打到试件表面，方便快捷高效；

(2)每标完一次点，注射结构依靠弹簧弹力恢复原有位置，方便了操作；

(3)底座的半圆形刻度盘可以实现横向上不同尺寸的标点，使得标点的灵活性更高。

附图说明

图1为本实用新型一种标准岩石试件标点装置的整体结构示意图。

图2为本实用新型一种标准岩石试件标点装置的正视图。

图3为本实用新型一种标准岩石试件标点装置的左视图。

图4为本实用新型一种标准岩石试件标点装置中支架平台的俯视图。

图例说明：1-塞柄；2-塞杆；3-塞嘴；4-竖向筒；5-水平筒；6-针孔；7-弹簧挡头；8-弹簧；9-定位附件；10-支架平台；11-支架；12-螺栓；13-底座。

具体实施方式

本实用新型提供了一种用于标准岩石试件标点的装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

在单轴荷载下不同倾角三维通透裂隙红砂岩的应变实验中，采用标准岩石试件，即直径50mm、高度100mm的试样进行实验，在对试件制作完通透裂隙后，对试件进行标点，采用本实用新型一种标准岩石试件标点装置进行标点。

如图1～图4所示，一种标准岩石试件标点装置，它是基于注射器的原理，将溶剂挤出用以标点，它是由注射结构和支撑结构组成，其中注射结构包括活塞、倒T型针筒、弹簧挡头7、弹簧8、定位附件9，支撑结构包括支架平台10、支架11和底座13；所述的底座13位于装置的最底部，底座13上表面两边通过螺栓12连接上方的支架11，在支架11顶端焊接了支架平台10，所述的支架平台10是一个空心短圆柱，所述的倒T型针筒贯穿于支架平台10中，倒T型针筒又由竖向筒4、水平筒5和针孔6组成，并通过套在竖向筒4外的弹簧8和上方的弹簧挡头7支撑在支架平台10上，所述的弹簧挡头7通过内置螺纹紧固在竖向筒4外壳的中部；所述的定位附件9通过强力胶粘贴于竖向筒4外壳下部。

进一步，所述的溶剂为溶水性涂料。

所述的活塞由塞嘴1、塞杆2和塞柄3组成，其中塞嘴1是圆锥形橡胶塞，锥体底面直径为1.6cm，塞杆2和塞柄3是PVC硬塑料材质，塞杆2为一个圆柱体，直径为1.4cm，塞杆2长度为10cm，塞嘴1套在塞杆2上，塞柄3为薄方形板，边长为4cm，厚度为2mm。

所述的倒T型针筒是一个整体的空心筒，材质为PVC硬塑料，它包括竖向筒4、水平筒5和针孔6；所述的竖向筒4是一个透明圆筒，内径为1.5cm，壁厚为2mm，外径即1.9cm，高度为10cm，在竖向筒4外壳中部的螺纹自身高度为1cm；所述的水平筒5为一个扁平的长方体，高度为0.5cm，宽度为1cm，长度为10cm，壁厚为2mm；所述的针孔6设置方式为从水平筒5下底面正中心沿长度方向朝两侧进行布置，间距为1cm，针孔的高度为6mm，内径为2mm，外径为4mm。

所述的弹簧挡头7通过螺纹作用连接于竖向筒4的外壳中部，弹簧挡头7的下表面距离水平筒5上表面4.5cm，所述的弹簧挡头7是一个内孔壁制有螺纹的空心短圆柱，材质为实体的PVC硬塑料，它的内径为1.9cm，外径是3.5cm，高度为1cm。

所述的弹簧8居于支架平台10与弹簧挡头7之间，弹簧8底部接触支架平台10上表面，顶部接触弹簧挡头7下表面，弹簧8的直径为3cm。

所述的定位附件9共两个，相对地粘贴于竖向筒4外壳底部，它们的底面紧贴在水平筒5的上表面；所述的定位附件9是扇形柱体，材质为实体PVC硬塑料，高度为3cm，横截面是一个由内弧段和外弧段组成的扇形，该扇形的宽度为0.4cm，内弧长为1cm。

所述的支架平台10位于底座13中心的正上方，是一个空心短圆柱，材质为不锈钢，高度为0.5cm，内径为2cm，外径是3.5cm，并且沿着内孔壁留设两个相对的定位卡槽，且贯通整个高度，所述的定位卡槽的形状为扇形柱体，与定位附件相一致，它的平面尺寸略大于定位附件。

所述的支架11是两脚钢架，通过螺栓12紧固在底座13上表面长边中点的连线上，对称分布在底座13上表面的两侧，所述的支架11包括倾斜支架和水平支架，倾斜支架朝装置中央倾斜，倾斜角是73°，倾斜长度为5.2cm，垂直高度为5cm，水平宽度为1.5cm，水平支架的长度为0.7cm；所述的支架11截面形状均为等截面矩形，截面长度为1cm，截面宽度为0.4cm；在水平支架中留设圆形孔洞，直径为0.4cm。

所述的底座13为实体的不锈钢材质，它是高度3cm、宽度8cm、长度10cm的长方体，并且在其上表面中心处沿着长度方向贯通有半径25mm的半圆形腔室，在底座13前侧面印有半圆形刻度盘；在底座13上表面的螺纹孔位于长边中点的连线上，对称分布在底座13上表面的两侧，与上方支架11上的圆形孔洞位置对应，所述的螺纹孔中心距离较近一侧底座13边缘为0.45cm，螺纹孔的直径为0.4cm，深度为2.5cm。

本实用新型一种标准岩石试件标点装置的使用方法是:

(1)首先将溶剂灌满倒T型针筒，将活塞插入竖向筒4中，排出空气，确保倒T型针筒内真空；

(2)将标准岩石试件置于底座13上，并在朝向半圆形刻度盘一侧的试件端面上描画出所需的定位线；

(3)将注射结构按下置于试件表面，再按下活塞，将溶剂挤出少许标在试件表面；

(4)放松注射结构，根据所需横向尺寸，凭借定位线和半圆形刻度盘，转动试件到相应的位置；

(5)重复(3)(4)步操作，直至所有标点结束。

Claims (3)

1.一种标准岩石试件标点装置，其特征在于，它是由注射结构和支撑结构组成，其中注射结构包括活塞、倒T型针筒、弹簧挡头、弹簧、定位附件，支撑结构包括支架平台、支架和底座；所述的底座位于装置的最底部，底座上表面两边通过螺栓连接上方的支架，在支架顶端焊接了支架平台，所述的支架平台是一个空心短圆柱，所述的倒T型针筒贯穿于支架平台中，倒T型针筒又由竖向筒、水平筒和针孔组成，并通过套在竖向筒外的弹簧和上方的弹簧挡头支撑在支架平台上，所述的弹簧挡头通过内置螺纹紧固在竖向筒外壳的中部；所述的定位附件通过强力胶粘贴于竖向筒外壳下部。

2.根据权利要求1所述的一种标准岩石试件标点装置，其特征在于，所述的倒T型针筒是一个整体的空心筒，材质为PVC硬塑料，其中，竖向筒连接于水平筒上表面正中央，垂直朝上伸出，呈倒T型状，所述的针孔在水平筒下表面的中心线垂直朝下伸出；所述的竖向筒是一个透明圆筒，内径为1.5~2cm，壁厚为1~2mm，外径即1.7~2.4cm，高度为8~12cm；所述的水平筒为一个扁平的长方体，高度为0.5~1cm，宽度为1~1.5cm，长度为10cm，壁厚为1~2mm；所述的针孔设置方式为从水平筒下底面正中心沿长度方向朝两侧进行布置，间距为1~2cm，针孔伸出的高度为6~8mm，内径为1~2mm，外径为3~5mm。

3.根据权利要求1所述的一种标准岩石试件标点装置，其特征在于，所述的底座为实体的金属材料，它是高度3~6cm、宽度8~10cm、长度10cm的长方体，并且在上表面中心处沿着长度方向贯通有半径25mm的半圆形腔室；在底座前侧面印有半圆形刻度盘。

Images