[發明專利]用于測試巖石結構面基本摩擦角的升降裝置及使用方法

在審

• 申請號: 201911401783.3
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111044448A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 王其虎;王杰;元宙昊;葉義成;胡南燕;楊帆;賀耀華;黃暢暢
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 曹鵬飛

本發明公開了一種用于測試巖石結構面基本摩擦角的升降裝置及使用方法，包括試驗臺、鉸接連接體、單旋轉軸控制器，鉸接連接體與試驗臺和單旋轉軸控制器相連；試驗臺包括合頁、上合金板、下合金固定框和高精度電子數顯傾斜儀；上合金板與下合金固定框鉸接連接；鉸接連接體包括上鉸接支座、下鉸接支座和鉸接桿；鉸接桿一端與上鉸接支座鉸接，另一端與下鉸接支座鉸接；單旋轉軸控制器包括旋轉把手、行走螺母和反力螺紋桿；行走螺母與下鉸接支座固定連接，旋轉把手固定在反力螺紋桿的一端，反力螺紋桿的另一端與行走螺母螺紋連接。本發明測量精確、可靠性和穩定性強，能夠在實驗室內或巖土工程現場測試基本摩擦角。

技術領域

本發明屬于巖石測試技術領域，更具體的說是涉及一種用于測試巖石結構面基本摩擦角的升降裝置及使用方法。

背景技術

巖體的變形與強度，取決于構成巖體的巖塊和結構面的力學性能。在巖體中結構面弱化了巖體的力學性能，影響著法向變形、剪切變形及抗剪強度，使得巖體具有不同的穩定性特征和潛在破壞類型，因此，研究巖體中的結構面力學參數是穩定性評估工作中很重要的一環。其中，結構面基本摩擦角是結構面特征參數中的最重要的力學參數之一。

不論是在巖石力學室內試驗或者是工程技術中的現場試驗，都使用傾斜臺裝置直接進行試驗，使得測試基本摩擦角試樣方便快捷，獲取基本摩擦角參數速度快，是確定結構面基本摩擦角的主要實驗手段。目前采用現有的傾斜臺進行巖石試樣結構面基本摩擦角測試存在如下問題：

1.現在的簡易式斜臺試驗裝置多數采用一個旋轉板，旋轉板的一端與架子通過轉軸轉動連接，另一端可繞轉軸轉動，巖體受旋轉板的推力上升，在此過程簡單的用手抬起做調節，其慣性導致的誤差較大，運動具有不穩定性，誤差較大。

2.物理計算法:將巖樣放置在標準水平面上，首先測出巖樣質量，然后拉力計水平拉動巖樣，記錄巖樣開始移動時的拉力T，根據正壓力Fn與拉力T關系，即T＝μFn、μ＝tanθ，計算反正切角即為巖樣的基本摩擦角。但在試驗時巖樣滑動時的水平拉力是瞬時過程，水平拉力誤差較大，測量不準確。

3.進行簡易式斜臺試驗時，現有的角度測量大多數是機械工具，人為因素影響較大，獲取角度數據不準確。

因此，如何提供一種用于測試巖石結構面基本摩擦角的升降裝置及使用方法是本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種用于測試巖石結構面基本摩擦角的升降裝置及使用方法，測量精確、可靠性和穩定性強，能夠在實驗室內或巖土工程現場測試基本摩擦角。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種用于測試巖石結構面基本摩擦角的升降裝置，包括：試驗臺、鉸接連接體、單旋轉軸控制器，所述鉸接連接體一端與所述試驗臺相連，另一端與所述單旋轉軸控制器相連；

所述試驗臺包括合頁、上合金板、下合金固定框和高精度電子數顯傾斜儀；所述上合金板的下端頭通過所述合頁與所述下合金固定框鉸接連接，所述高精度電子數顯傾斜儀固定在所述上合金板的上端；

鉸接連接體包括上鉸接支座、下鉸接支座和鉸接桿；所述上鉸接支座固定在所述上合金板底面，所述下鉸接支座固定在所述下合金固定框中，所述鉸接桿一端與所述上鉸接支座鉸接，另一端與所述下鉸接支座鉸接；

單旋轉軸控制器包括旋轉把手、行走螺母和反力螺紋桿；所述行走螺母與所述下鉸接支座固定連接，所述旋轉把手固定在反力螺紋桿的一端，所述反力螺紋桿的另一端穿插在所述行走螺母內，并與所述行走螺母螺紋連接。

優選的，所述試驗臺還包括障礙板，所述障礙板固定在上合金板頂面的下端頭。

優選的，所述下合金固定框靠近所述旋轉把手的一側設置有通孔，所述軸承圓盤貫穿在所述通孔內，所述反力螺紋桿與所述軸承圓盤轉動連接。