[發明專利]用于巖石單自由面強度測試的試驗裝置及使用方法

有效

• 申請號: 202010347777.0
• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN111398037B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 王云飛;鄭曉娟;宋喜龍;王立平;陳峰賓
• 申請（專利權）人: 河南理工大學;焦作師范高等專科學校
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 焦作加貝專利代理事務所(普通合伙) 41182
• 代理人: 馮新志

本發明公開了一種用于巖石單自由面強度測試的試驗裝置及使用方法，屬于巖石強度與變形測試裝置技術領域。用于巖石單自由面強度測試的試驗裝置，包括左側變形限制板、右側變形限制板、后側頂緊部件、數個后側頂緊部件變形限制調節構件和數個緊固構件。本發明試驗裝置能夠更加準確地為巖石邊坡坡面巖體，巷道和隧道表面巖體提供強度參數，以便更加準確判定工程巖體是否穩定。本發明試驗裝置提供的更加接近實際工況的巖體參數，使得工程支護設計更加科學合理，可在確保安全穩定的基礎上節約支護成本，具有良好的經濟和社會效益。

技術領域

本發明屬于巖石強度與變形測試裝置技術領域，具體涉及一種用于巖石單自由面強度測試的試驗裝置及使用方法。

背景技術

在采礦、地下空間開發利用、高速公路及鐵路工程中，普遍涉及到巖體的開挖和支護問題，這需要明確工程圍巖的強度參數和變形特征，從而分析確定圍巖穩定性和進行支護設計。常用的巖石參數獲取方法有巖石試樣的巴西劈裂、單軸和三軸試驗，通過以上試驗獲得巖石抗拉和抗壓強度來分析圍巖穩定性和給出支護設計參數。但對于邊坡表面、采礦巷道、隧道和地下工程臨空面巖體而言，采用常規的單軸和三軸巖石力學試驗參數進行設計與工程實際工況下的參數并不相符，原因在于單軸試驗測定的強度為巖石在四個臨空面下的強度，三軸試驗測定的強度為巖石在四面相同或不同圍壓下的強度，而巷道、隧道及邊坡表面巖體都是單自由面巖體，因而上述試驗條件與工程實際條件不符。

對于巷道、隧道臨空面巖體及邊坡坡面巖體，這些具有單一自由面的巖體強度參數確定，如果采用單軸試驗強度，則由于單軸試驗有四個自由面的強度要低于工程巖體只有一個自由面的強度，使得所選參數偏低；如果采用三軸試驗巖石強度，則由于三軸試樣四面都有圍壓作用的強度普遍高于工程巖體只有一個自由面的強度，使得所選參數偏高。由此可見單軸和三軸試驗巖體強度都不能準確獲得具有單自由面的工程巖體強度，因此有必要開發一種單自由面巖石強度試驗裝置，利用該裝置準確獲取具有單自由面巖體的強度參數，有效解決相應技術難題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術的不足，而提供一種用于巖石單自由面強度測試的試驗裝置及使用方法。

本發明采用如下技術方案：

用于巖石單自由面強度測試的試驗裝置，包括：

左側變形限制板，該左側變形限制板包括第一主板、設于所述第一主板一側的第一巖體限位短板、連接所述第一主板和所述第一巖體限位短板的第一加強筋，所述第一主板上設有數個第一鏈接孔位；

右側變形限制板，該右側變形限制板包括第二主板、設于所述第二主板一側的第二巖體限位短板、連接所述第二主板和所述第二巖體限位短板的第二加強筋，所述第二主板上設有數個第二鏈接孔位；

后側頂緊部件，該后側頂緊部件包括，主板、與所述主板兩側垂直連接的兩個側板，所述主板上設有數個孔位，所述側板上設有數個第三鏈接孔位；

數個后側頂緊部件變形限制調節構件，該后側頂緊部件變形限制調節構件包括第一T型主體及可與所述第一T型主體卡合匹配的傳力構件，所述孔位可供所述第一T型主體穿過后與所述傳力構件卡合；

數個緊固構件，該緊固構件包括第二T型主體和用于鎖緊所述第二T型主體的鎖定部件，所述第一鏈接孔位、第三鏈接孔位、第二鏈接孔位可供所述第二T型主體穿過。

其中一些實施例中，所述第一鏈接孔位的數量為6個，每3個為一列分別設于所述第一巖體限位短板的兩側。

其中一些實施例中，所述后側頂緊部件呈倒U型。

其中一些實施例中，所述主板上平行設有兩列孔位，每列為4個孔位，所述側板上設有3個第三鏈接孔位。

其中一些實施例中，本發明還包括后側變形限制板和軸向加載傳力構件，試驗時所述后側變形限制板置于巖樣后側，所述軸向加載傳力構件放置于巖樣上面。