[發(fā)明專利]一種測試隧洞巖石受力的滴定裝置及測定巖石的受力方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410084289.X
• 申請(qǐng)日: 2014-03-10
• 公開（公告）號(hào): CN103884634A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉杰;郭金龍;李建林;唐亮;胡靜;湯天彩;范留軍;肖蕾;蔡健
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08;G01N3/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 姜榮華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種巖土工程用試驗(yàn)裝置，特別涉及一種在高地應(yīng)力地區(qū)開挖硐室時(shí)能在鉆孔中測試巖石受力狀況的試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

隨著科技的進(jìn)展和采掘技術(shù)的進(jìn)步如今在地下工程的應(yīng)用范圍之廣規(guī)模之大埋深之深以及向深部推進(jìn)速度之快已非昔日可比，深度的加大使得巖體工程處于更復(fù)雜的環(huán)境場、應(yīng)力場、溫度場以及滲流場之中，僅就地應(yīng)力而言，深部的原巖應(yīng)力更大，開挖卸荷必將導(dǎo)致采區(qū)周圍的場應(yīng)力（圍巖應(yīng)力）隨之加大。如何既簡單經(jīng)濟(jì)而又能較快獲得直觀實(shí)用的隧洞埋深處的地應(yīng)力狀況是本發(fā)明的初衷。眾所周知孔隙率是反映巖石特性的一個(gè)重要參數(shù)，特定的巖樣其孔隙率大小一般也在某一個(gè)區(qū)間范圍內(nèi)，巖石在加載過程中其孔隙率也會(huì)由于受力的作用而發(fā)生變化，且在巖石的不同位置有差異，即巖石的損傷總是伴隨著孔隙率的變化，因此從巖石孔隙率的變化反映巖石的損傷有著相應(yīng)的理論基礎(chǔ)。我們?cè)谥暗膶?shí)驗(yàn)中已經(jīng)以有色溶液（不與巖石發(fā)生反應(yīng)）在巖石表面的滲透速率、溶液擴(kuò)散的面積、形狀等表觀現(xiàn)象反映巖石的孔隙率的變化，從而表征巖石在受力過程中損傷程度。有了上述的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)我們將其應(yīng)用于巖石試件的篩選，其作為一種無損檢測技術(shù)使用得當(dāng)可為以后工程實(shí)踐應(yīng)用中測量巖體受地應(yīng)力作用造成巖石損傷提供一個(gè)簡單實(shí)用的方法，而本文中提到的滴定裝置將之前提到的試驗(yàn)方法應(yīng)用于隧道工程，擬采用該無損檢測技術(shù)以巖石表面的表觀現(xiàn)象反映巖石在受力過程中孔隙率的變化情況從而表征巖石在受力過程中損傷程度，為以后工程實(shí)踐應(yīng)用中測量巖體受地應(yīng)力作用造成巖石損傷提供了便利。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種采用滴定法測試鉆孔中巖石受力狀況的滴定裝置。??????????

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種測試隧洞巖石受力的滴定裝置包括連接桿、測試盒、固定裝置，測試盒與固定裝置均設(shè)在連接桿上；

測試盒包括盒體、攝像機(jī)、彈性伸縮部件、控制裝置、發(fā)光部件、微升計(jì)，微升計(jì)內(nèi)裝滴定液，所述盒體固定在連接桿上，攝像機(jī)、彈性伸縮部件、控制裝置發(fā)光部件、微升計(jì)設(shè)置在盒體內(nèi)，所述彈性伸縮部件呈壓縮狀態(tài)，控制裝置擠壓彈性伸縮部件使其不能伸出，所述彈性伸縮部件伸出擠壓微升計(jì)內(nèi)的滴定液、使滴定液點(diǎn)滴到盒體外，所述攝像機(jī)攝像方向與滴定液點(diǎn)滴方向一致。

進(jìn)一步講，連接桿為伸縮桿。

進(jìn)一步講，固定裝置為活動(dòng)設(shè)置于連接桿兩端的三角支架。

還可以，滴定裝置還包括長距離控制器，長距離控制器能通過控制裝置控制彈性伸縮部件的伸長或縮回。

測試隧洞巖石受力的方法，包括選點(diǎn)、固定支架、滴點(diǎn)測試、分析：

A）選點(diǎn):在進(jìn)行測試鉆洞內(nèi)選取一個(gè)距洞口大于1.1m的巖石用為測試巖石，并清理掉測試巖石表面的巖石碎屑、灰塵；

B)?固定支架：調(diào)整測試隧洞巖石受力的滴定裝置的連接桿長度，使固定在連接桿上的測試盒置于測試巖石處，同時(shí)將連接桿、測試盒固定；

C)?滴點(diǎn)測試：通過控制裝置拉動(dòng)彈性伸縮部件伸出，彈性伸縮部件伸出使測試盒的微升計(jì)的滴定液一點(diǎn)接一點(diǎn)的流出微升計(jì)，滴定液正好落在測試巖石，攝像機(jī)對(duì)準(zhǔn)滴定液（落在測試巖石位置、并記錄下滴定液滴定、滲透在測試巖石過程，滴定液滴定在測試巖石時(shí)間不小于二個(gè)小時(shí)；

D）分析：分析攝像機(jī)所得實(shí)驗(yàn)錄像，對(duì)比滲透時(shí)間、形狀與不同力大小的關(guān)系圖，對(duì)所測巖樣所受過的力的大小做出判斷。

本發(fā)明的點(diǎn)在于，通過連接桿將測試盒放入挖好的巖石孔中，并通過攝像機(jī)實(shí)時(shí)記錄微升計(jì)的滴定液點(diǎn)滴到巖石表面的全過程，通過分析滴定液點(diǎn)滴到巖石表面過程即可采用滴定法完成巖石應(yīng)力測定。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

附圖1為本發(fā)明的主視圖。

附圖2為本發(fā)明的右視圖。

附圖3為本發(fā)明測試盒內(nèi)部視圖。

附圖4為采發(fā)明測定巖石應(yīng)運(yùn)用流程圖。

圖中：1三角支架、2測試盒、3連接桿、4固定支架控制按鈕、5固定螺紋、6刻度、7攝像機(jī)、8微升計(jì)、9彈性伸縮部件、10滴定液、11控制裝置、12鋼片、13長距離控制器、14發(fā)光部件。

具體實(shí)施方式