[實用新型]巖石單軸壓縮試驗裂隙擴展過程觀測裝置

有效

• 申請號: 201520291270.2
• 申請日: 2015-05-07
• 公開（公告）號: CN204556385U
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 杜貽騰;張仕林;徐開山;段會玲;吳帥;尚黎明;陳佃浩
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種用于含表面及貫通裂隙巖石試件單軸壓縮試驗裂隙擴展過程觀測裝置。

背景技術

裂隙巖體是一種非均質、各向異性和非連續的復合結構體，在其形成和存在的整個歷史時期中，由于經受各種復雜且不均衡的地質作用，形成大量滑動面、裂紋、節理、夾層以及斷層等弱結構面，并賦存在一定的地質環境中。大量研究表明，含連續或斷續節理裂隙巖體的破壞一般都是由巖體內部的不連續面擴展產生貫通滑移面所引起。掌握裂隙巖體的力學特性以及裂隙的擴展、貫通規律對實際工程的穩定性控制具有重要指導意義。

綜合巖體的結構特征、賦存環境及其工程力學模型，通過室內試驗對巖體的變形、破壞過程進行模擬，是目前用來研究節理裂隙巖體破壞機理的一種常用且有效的方法。在以往的研究中，為了便于觀測裂隙的擴展機理，很多研究者采用樹脂、玻璃等透明均勻特性的相似材料來制作三維裂隙試樣。然而，由于巖石內部是非均質各向異性的，三維裂隙的搭接、擴展機理和模式與均勻材料相差較大；并且，上述透明相似材料的制作工藝比較復雜，有些樹脂類材料需要在低溫條件下才能表現出良好的脆性斷裂特征。為了觀測真實巖石試件裂隙的擴展規律，許多學者嘗試著利用CT技術、紅外熱像技術或者聲發射技術來觀測分析內部微裂紋的擴展現象，并得到了很多重要結論。但是，這幾類技術所使用的儀器費用較高，一般的實驗室很難具備這種條件。若只著重觀測試驗加載過程中裂隙的擴展規律以及裂隙之間的貫通過程，在巖石試驗機引伸計周圍加設高清攝像頭即可觀測到理想的試驗結果，目前尚未發現與巖石試驗機引伸計配套使用的高清攝像觀測裝置。

實用新型內容

本實用新型針對裂隙巖石單軸壓縮試驗，提供一種用于觀測單軸荷載加載過程中表面以及貫通裂隙擴展破壞過程的高清攝像裝置，該裝置結構簡單、操作便捷、制作費用較低，能夠通過高清攝像頭遠距離清晰地捕捉記錄加載時巖石裂隙破壞的全過程，防止巖爆傷人，具有較高的安全性；同時，彌補了巖石試驗機在裂隙巖石單軸壓縮試驗時只能提取應力、應變、位移等參數的缺點。

本實用新型巖石單軸壓縮試驗裂隙擴展過程觀測裝置的構造為：由兩個高清攝像頭和一個底座組成，其特征在于，所述的底座兩側壁上各安裝一個高清攝像頭，底座的底板中心放置組裝好引伸計的巖石試件，所述的高清攝像頭上裝有一個連接支架用來連接底座。

所述的連接支架呈倒U形，用寬度為10mm，厚度為2mm的薄鋼板彎折而成，上部封閉端的中心位置鉆取一個螺栓孔，以連接高清攝像頭，兩側薄片開口端位置各鉆取一個螺栓孔，以連接底座。

所述的底座為與巖石試驗機圓形加載墊塊內接的矩形鋼槽，中心預留與巖石試件墊塊大小相適應的圓孔，圓孔深度為鋼槽底板的一半，底板下側中心位置鉆取定位銷孔，底座與下部圓形加載墊塊之間插入定位銷，其目的是為了將組裝好引伸計的巖石試件放置在加載墊塊的中心位置，防止加載時巖石試件偏心受壓；底座兩側壁上各鉆取一個豎向條狀螺栓孔，其目的是可以調節高清攝像頭的高度，使其正對巖石試件上的表面或貫通裂隙。

本實用新型巖石單軸壓縮試驗裂隙擴展過程觀測裝置的操作方法為：安裝時，將帶有連接支架的高清攝像頭連接在底座上之后插入定位銷并放在試驗機加載墊塊上；然后，把組裝好引伸計的裂隙巖石試件放入底座上的圓孔中，然后調節高清攝像頭的高度至最佳位置；用數據傳輸線將高清攝像頭連接在電腦上，通過相應的軟件控制錄像。

本實用新型巖石單軸壓縮試驗裂隙擴展過程觀測裝置具有以下優點：

1、該裝置能夠通過高清攝像頭遠距離清晰地捕捉記錄加載時巖石裂隙破壞的全過程，防止巖爆傷人，具有較高的安全性。

2、該裝置底座兩側壁上各有一個條形螺栓孔，可以將連接支架上下移動，使高清攝像頭正對巖石試件上的裂隙，得到更清晰的視頻圖像。

3、該裝置設置了兩個高清攝像頭，既可以觀測單個表面裂隙或貫通裂隙的擴展規律，也可以觀測雙裂隙間巖橋的貫通過程，具有較高的靈活性。

4、該裝置的底座中心有一個與巖石試件墊塊大小相適應的圓孔，方便將巖石試件放置在加載墊塊的中心位置，能夠有效預防加載過程中巖石試件偏心受壓。

附圖說明

圖1為本實用新型巖石單軸壓縮試驗裂隙擴展過程觀測裝置的結構示意圖。

圖例說明：1-高清攝像頭；2-連接支架；3-裂隙巖石試件；4-底座；5-引伸計。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進一步詳細說明。