[實用新型]剛性承壓板中心孔法伺服控制深部巖體變形試驗裝置

有效

• 申請號: 201320440733.8
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN204008296U
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 李維樹;周火明;鐘作武;李會中;葉圣生;黃正加;羅小杰;鄧爭榮;吳相超;韓軍
• 申請（專利權）人: 長江水利委員會長江科學院
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本實用新型屬于巖體力學試驗技術領域，涉及一種適用于現場巖體變形、巖體載荷試驗裝置，特別涉及一種剛性承壓板中心孔法伺服控制深部巖體變形試驗裝置。

背景技術

目前現場巖體變形試驗，一般有剛性和柔性承壓板法兩種，其中剛性承壓板法只能測量巖體表面變形，柔性中心孔承壓板法可以同時測量表面和深部巖體變形。柔性承壓板法的液壓枕受到加工水平限制，試驗應力一般在10MPa內，剛性承壓板法常規應力水平≤20MPa，在高地應力條件下，由于應力的強烈釋放引起巖體表面卸荷松弛，常規的剛性和柔性承壓板法以及柔性中心孔承壓板法試驗設備和方法難以滿足試驗要求。無論是剛性和柔性承壓板法或者柔性中心孔承壓板法，都不能進行自動伺服及數據自動采集，使試驗成果偏差大，資料處理煩瑣。

發明內容

本實用新型的目的是為了克服現有技術的缺陷，提供一種剛性承壓板中心孔法伺服控制深部巖體變形試驗裝置，通過傳力疊板、剛性承壓板能夠完成高應力加載巖體變形試驗，獲得巖體表面變形測量，通過壓力傳感器伺服控制加壓，并自動伺服采集變形數據，獲得準確的巖體變形和強度參數。

本實用新型的目的之二是提供一種測量得到巖體表面變形數據的同時，通過剛性承壓板中心孔法將傳力裝置設有的中心孔與鉆孔連通，在鉆孔不同深度安裝位移錨頭進行深部巖體變形測試，進行實時記錄采集變形、壓力并形成圖表，從而解決極高應力條件下深部巖體變形試驗設備問題。

為實現此目的，本實用新型提供了一種剛性承壓板中心孔法伺服控制深部巖體變形試驗裝置，包括載荷控制裝置、傳力裝置、變形測量裝置，主要是所述載荷控制裝置為電動油泵通過液壓管與壓力控制器、壓力變換器、控制閥、穩壓器、壓力傳感器連接；所述變形測量裝置為巖體表面垂直向下有鉆孔鉆孔，鉆孔內設置測桿和錨頭，第1位移傳感器一端與測架相連，另一端接測頭，并與測桿上錨頭連接；

所述壓力控制器、壓力傳感器和第1位移傳感器分別與采集控制儀和計算機連接；

所述傳力裝置為千斤頂上端與傳力柱接觸，傳力柱上端還設置有頂板，頂板與洞頂接觸，千斤頂下端與傳力疊板接觸，壓力傳感器一端與千斤頂相連，傳力疊板下端還設置有承壓板，承壓板與巖體表面接觸，承壓板與傳力疊板中心設有連通孔。

所述連通孔與鉆孔相連接。

所述承壓板上設置第2位移傳感器，巖體表面設置第3位移傳感器，并分別與采集控制儀和計算機連接。

所述傳力疊板為至少設置二塊，且傳力疊板上面板塊尺寸大于下面板塊尺寸。

所述傳力疊板上均布設置千斤頂，千斤頂并聯連接，且千斤頂上方傳力柱設置個數與千斤頂設置個數對應。

本實用新型的有益效果是：

1、由于采用承壓板、傳力疊板、千斤頂、傳力柱、頂板組成的傳力裝置，且采用多塊高強度鋼板倒寶塔形疊，傳力裝置采用高強分塊鋼結構，剛度好，承載能力高，易于安裝及移動，穩定性好。承壓板及疊層板中心設置一定直徑連通孔與鉆孔連通，即通過傳力裝置的中心孔延伸到鉆孔，多個千斤頂并聯工作提供高載荷，解決了極高應力對設備剛性要求，以及應力均勻傳遞要求，適用于任何壓力水平深部巖體變形測量試驗。

2、由于采用電動油泵、壓力控制器、壓力變換器、控制閥、穩壓器、壓力傳感器、千斤頂組成的載荷裝置，載荷系統結構簡單且實現了自動伺服，高壓穩定性明顯改善，通用性好，能提供持續、穩定、可以自動伺服控制的高壓，保證了壓力的穩定性。各構件采用標準液壓管或氣管連接，可根據需要連接不同類型、不同數量的加載設備，可提供高試驗荷載、可同時進行多點巖體變形試驗。

3、由于采用剛性承壓板中心孔法將傳力裝置設有的中心孔與鉆孔連通，在承壓面中心巖體上鉛直向下鉆一定直徑、一定深度的孔，在巖石孔中不同深度安裝位移錨頭，通過不銹鋼桿與位移計相連，位移計固定在疊層鋼板上部的測頭上，進行深部巖體變形測試，測量巖體在不同壓力下不同距離的變形，中心孔法的位移測量裝置有明顯的改善，埋設工藝有較大的提高，同時在在平洞的軸向巖體表面、承壓板表面上對稱布置位移傳感器，進行表面巖體變形測試。

附圖說明

圖1是本實用新型巖體變形試驗裝置結構示意圖。

圖2是本實用新型載荷控制系統及測量系統示意圖。