[實用新型]摩擦體力型巖質滑坡試驗系統

有效

• 申請號: 201821789158.1
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN208937421U
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 陳國慶;張國政;李紅;王劍超
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 何凡

1.一種摩擦體力型巖質滑坡試驗系統，其特征在于，包括支撐臺和支架，所述支撐臺上設置有一塊表面光滑的支撐板和一給巖質試樣施加橫向荷載的動力部，所述支撐板上放置有與所述動力部固定連接，并將動力部的點載荷轉換為面載荷傳遞給巖質試樣的動力傳遞部；所述動力傳遞部與巖質試樣接觸面為透明板，所述支撐板上放置有相對支撐板移動、并用于采集巖質試樣圖像的圖像采集裝置；

所述支撐臺的邊緣固定有用于采用巖質試樣豎向載荷的稱重傳感器；所述支架上安裝有用于對巖質試樣施加與巖質試樣重力方向相同的荷載的皮帶傳輸裝置，所述支架鄰近巖質試樣側固定安裝有用于支撐皮帶傳輸裝置的傳輸皮帶及降低傳輸皮帶與支架間摩擦力的光滑板體；試驗時，鄰近支撐臺側的傳輸皮帶的內外表面分別與光滑板體和巖質試樣接觸。

2.根據權利要求1所述的摩擦體力型巖質滑坡試驗系統，其特征在于，所述動力部、圖像采集裝置、皮帶傳輸裝置和稱重傳感器均與控制器連接。

3.根據權利要求2所述的摩擦體力型巖質滑坡試驗系統，其特征在于，當動力部施加橫向載荷按照設定加速度為一個等級增加時，動力部的推力F_N(t)和傳輸皮帶的摩擦系數μ_t為：

其中，b為設定加速度；M為巖質試樣的質量；g為重量加速度；F_t-1為t-1時刻稱重傳感器采集的數據；F_N(t-1)為t-1時刻動力部的推力；F_N(t)為t-1時刻動力部的推力；int為向下取整的函數；μ_t為t時刻傳輸皮帶的摩擦系數；

所述傳輸皮帶的轉速為：

其中，n_t-1為傳輸皮帶t-1時刻的轉速，μ_t-1為t-1時刻傳輸皮帶的摩擦系數；

圖像采集裝置采集當前圖像時與采集上一次圖像時的時間間隔為：

其中，f_i為采集當前圖像時與采集上一次圖像時的時間間隔；f₁為圖像采集裝置啟動至第一次采集圖像的時間間隔；n_i為采集當前圖像時對應的傳輸皮帶轉速，n_i-1為上一次采集圖像時對應的傳輸皮帶轉速；celing為向上取整函數；

所述圖像采集裝置在t時刻的觀測距離L_t為：

其中，L_t為圖像采集裝置t時刻的觀察距離；n_t為t時刻傳輸皮帶的轉速；a為巖質試樣的尺寸；r為圖像采集裝置的鏡頭半徑；β為圖像采集裝置的光學放大率。

4.根據權利要求1-3任一所述的摩擦體力型巖質滑坡試驗系統，其特征在于，所述傳輸皮帶與巖質試樣接觸的表面設置有鋸齒，所述鋸齒向著傳輸皮帶運動方向傾斜。

5.根據權利要求4所述的摩擦體力型巖質滑坡試驗系統，其特征在于，所述傳輸皮帶的材料為丁苯橡膠納米復合材料，鋸齒高度為2mm，前角20°，后角35°，楔角35°。

6.根據權利要求1-3任一所述的摩擦體力型巖質滑坡試驗系統，其特征在于，所述動力傳遞部還包括承載板和多根支撐桿，所述承載板一側與動力部固定連接，另一側與多根支撐桿固定連接，所有支撐桿的另一端均與透明板固定連接；所述承載板與透明板的尺寸相同，且每根支撐桿在承載板/透明板上的固定位置關于承載板/透明板的形心成中心對稱。

7.根據權利要求1-3任一所述的摩擦體力型巖質滑坡試驗系統，其特征在于，所述圖像采集裝置包括放置在支撐板上的支撐塊和安裝在支撐塊上的攝像機，所述支撐塊遠離巖質試樣側與固定在支撐板上、并能帶動支撐塊在支撐板上滑動的伺服電動缸連接。

8.根據權利要求1-3任一所述的摩擦體力型巖質滑坡試驗系統，其特征在于，還包括對傳輸皮帶進行冷卻的冷卻裝置，所述冷卻裝置包括對傳輸皮帶中部的平面段進行冷卻的冷卻風機和位于支架下方、用于浸泡傳輸皮帶下端的制冷劑裝置。