[發明專利]一種巖石界面高頻摩擦力的振動測量方法和設備

有效

• 申請號: 202010025315.7
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111157443B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 劉耀儒;張凱;王興旺;鄭雙凌;侯少康
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02;G01L5/00
• 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: 孫紅穎

1.一種巖石界面高頻摩擦力的振動測量設備，其特征在于，所述測量設備包括側推裝置、測力單元和試塊剪切裝置，所述側推裝置通過多個所述測力單元與所述試塊剪切裝置相連；

所述試塊剪切裝置包括第一固定盒(10)、滑塊(12)、滑軌(14)、固定底座(15)和第二固定盒(18)；所述固定底座(15)固定在地面上，兩根所述滑軌(14)平行安裝在所述固定底座(15)上，所述滑軌(14)長度方向與所述側推裝置的推動方向平行；所述滑塊(12)置于所述滑軌(14)上，能夠沿所述滑軌(14)自由無阻尼滑動，所述第一固定盒(10)固定于所述滑塊(12)上；所述第一固定盒(10)為凹形槽，所述第一固定盒(10)能夠在所述側推裝置驅動下通過所述滑塊(12)沿所述滑軌(14)自由無阻尼水平往復循環滑動；下試塊(13)置于所述第一固定盒(10)中；所述第二固定盒(18)設置在所述第一固定盒(10)上方，上試塊(17)置于所述第二固定盒(18)中；顆粒介質(16)由上、下兩部顆粒介質組成，上、下兩部所述顆粒介質分別固定在所述上試塊(17)和所述下試塊(13)上；所述第二固定盒(18)上方設有垂直加載裝置；所述垂直加載裝置向下施加法向壓力通過上部所述顆粒介質緊壓下部所述顆粒介質；所述顆粒介質(16)兩側有夾持片；

所述測力單元包括拉壓力傳感器(7)、第一螺桿(8)和第二螺桿(9)，所述拉壓力傳感器(7)一端通過所述第一螺桿(8)與所述側推裝置相連，另一端通過所述第二螺桿(9)與所述第一固定盒(10)相連；多個所述第一螺桿(8)和多個所述第二螺桿(9)均布連接在所述側推裝置和所述第一固定盒(10)之間，并以牽引力軸線為中心對稱；

所述拉壓力傳感器(7)用于檢測上部、下部的所述顆粒介質接觸面的摩擦力；所述拉壓力傳感器(7)包括NI板卡(71)和NI主機(72)，多個所述拉壓力傳感器(7)分別連接所述NI板卡(71)，多個所述NI板卡(71)采集數據后將數據信息傳送至所述NI主機(72)，所述NI主機(72)用于計算所述顆粒介質(16)上部和下部接觸面的摩擦力和摩擦系數。

2.根據權利要求1所述的巖石界面高頻摩擦力的振動測量設備，其特征在于，所述側推裝置包括振動臺(1)、底板(2)、管夾(3)、剛性圓管(5)和連接裝置(6)；所述底板(2)安裝在所述振動臺(1)上，所述振動臺(1)能夠帶動所述底板(2)水平振動；兩個所述管夾(3)固定在所述底板(2)上，所述管夾(3)包括夾頭部，所述夾頭部用于夾裝所述剛性圓管(5)一端，所述剛性圓管(5)另一端通過所述連接裝置(6)與所述測力單元相連。