[實用新型]一種基于振動臺的巖體結構面動力摩擦實驗系統

有效

• 申請號: 201720603530.4
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN206756667U
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 劉耀儒;陶灼夫;楊強;王守光
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙)11457
• 代理人: 羅建書

技術領域

本實用新型涉及結構面摩擦試驗設備領域，尤其是涉及一種基于振動臺的巖體結構面動力摩擦實驗系統。

背景技術

傳統的結構面摩擦試驗設備多為靜態(準靜態)摩擦試驗設備，通過這些靜態(準靜態)摩擦試驗設備得到的數據，往往不符合工程中的實際情況。這是因為巖體在長期高地應力作用下，通常為含有節理裂隙的塊系結構。當動力沖量作用于巖塊系統時，由于巖體的振動，巖石間的相對壓緊程度會隨時間變化。在某些時刻，當巖塊間相對疏松時，巖塊間的摩擦力和摩擦系數會大大降低，甚至降為零，即產生超低摩擦效應，塊系的臨界平衡條件變化導致塊系巖體發生超低摩擦滑動，容易導致巖體失穩。因此，需要對巖體結構面的超低摩擦滑動失穩的情況進行研究。

在以往對巖體結構面的超低摩擦滑動失穩的研究方法中，一般采用雙軸雙向直剪儀或三軸試驗系統，觀察巖體結構面動態摩擦發生的過程。但是這種實驗設備依然很難符合工程中的真實受力環境。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對目前存在的問題，提供一種基于振動臺的巖體結構面動力摩擦實驗系統，其可以簡單、方便地不同振幅、不同加速度下進行結構面動態摩擦試驗，獲得結構面摩擦系數與加速度、相對位移之間的關系。

本實用新型的目的通過如下技術方案實現：

本實用新型提供一種基于振動臺的巖體結構面動力摩擦實驗系統，其包括：

振動臺、下試塊、上試塊、垂直加載裝置、鋼架、動態位移傳感器、拉壓傳感器、下試塊固定座和加速度傳感器；

振動臺上固定有下試塊固定座；所述振動臺上設置有所述加速度傳感器；

下試塊的底面直接卡在下試塊固定座的槽體中；下試塊的側面連接用來測量上試塊與下試塊之間界面摩擦力的拉壓傳感器；

上試塊疊放在下試塊上，上試塊上端設有用于施加徑向荷載的垂直加載裝置；

所述鋼架獨立于振動臺而設置，包括框體和安裝在所述框體一側的傳感器固定架；所述上試塊固定在所述框體內，所述動態位移傳感器安裝所述傳感器固定架上。

更優選地，所述實驗系統還包括：

放置在上試塊的頂面的剛性墊塊；所述垂直加載裝置4加載的徑向荷載作用在所述剛性墊塊上。

更優選地，所述實驗系統還包括：

一個或多個用于采集由于試塊摩擦發出的聲音信號的聲發射探頭；所述聲發射探頭設置在所述剛性墊塊上。

更優選地，所述實驗系統還包括：

一個或多個用于采集由于試塊摩擦發出的聲音信號的聲發射探頭；所述聲發射探頭設置在所述上試塊上。

由上述本實用新型的技術方案可以看出，本實用新型可進行結構面在不同徑向壓力、不同振動頻率、不同振動加速度下的摩擦試驗，對結構面的動態摩擦規律作更深入的研究。本實用新型具有以下優點：

可控性好：可以通過液壓裝置方便地控制軸向壓力，通過改變輸入電壓控制振動臺的振幅和加速度，從而適應不同條件下的試驗要求；

操作簡便：可以通過一臺電腦實現整個操作，實現摩擦力、加速度、位移等數據的實時采集；

結構簡單：適合試驗操作。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型的側向示意圖。

附圖中：

振動臺1、下試塊21、上試塊22、剛性墊塊3、垂直加載裝置4、鋼架5、聲發射探頭6、動態位移傳感器7、拉壓傳感器8和下試塊固定座9。

具體實施方式

為了使本領域的技術人員更好地理解本申請的技術方案，以下將結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。

本申請文件中的上、下、左、右、前和后等方位用語是基于附圖所示的位置關系而建立的。附圖不同，則相應的位置關系也有可能隨之發生變化，故不能以此理解為對保護范圍的限定。

在申請文件中的描述中，“多個”的含義是指兩個或者兩個以上，除非另有明確具體的限定。

本申請文件中，屬于“安裝”、“相連”、“相接”、“連接”、“固定”等應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，也可以是一體地連接，也可以是機械連接。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。