[發明專利]落球式巖土材料力學特性的現場測試系統

在審

• 申請號: 202010566458.9
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111521496A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 吳佳曄;賈其松;李科;黃魏平;何偉
• 申請（專利權）人: 四川升拓檢測技術股份有限公司
• 主分類號: G01N3/303
• 分類號: G01N3/303;G01N3/06
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

1.落球式巖土材料力學特性的現場測試系統，其特征在于，包括：

被配置為內置加速度傳感器(2)的自由落體物，

被配置為計算巖土材料的變形特性、強度特性的分析系統(9)，

所述加速度傳感器(2)輸出靜止過程、自由落體過程、碰撞過程所感應到的加速度變化率，所述變形特性為變形模量，強度特性為內部摩擦角，

所述分析系統包括：

時刻提取裝置A：用于依據加速度傳感器(2)輸出的加速度變化率提取出表征自由落體物剛做自由落體時的時刻T1、表征自由落體物撞擊地面時的時刻T2；

高度計算裝置：用于依據時刻T1、時刻T2計算出自由落體物的高度H；

時刻提取裝置B：用于依據加速度傳感器(2)輸出的加速度變化率表征自由落體物撞擊地面時的時刻T2、表征自由落體物回彈離地時的時刻T3；

碰撞接觸時間計算裝置：用于依據時刻T2、時刻T3計算出碰撞接觸時間Tc；

變形模量計算裝置：根據Hertz碰撞理論建立有變形模量計算模型，用于獲取變形模量計算模型所需的碰撞接觸時間Tc、高度H后得到變形模量E；

內部摩擦角計算裝置：根據Vesic空洞擴張理論建立有內部摩擦角計算模型，用于獲取內部摩擦角計算模型所需的變形模量E、高度H后得到內部摩擦角

2.根據權利要求1所述的落球式巖土材料力學特性的現場測試系統，其特征在于，

所述分析系統還包括：

時刻提取裝置C：用于依據加速度傳感器(2)輸出的加速度變化率提取出表征自由落體物撞擊地面時的時刻T2、表征自由落體物初始回彈時的時刻Tm

碰撞壓縮過程接觸時間計算裝置：用于依據時刻T2、時刻Tm計算出碰撞壓縮過程接觸時間Tc1；

時刻提取裝置D：用于依據加速度傳感器(2)輸出的加速度變化率提取出表征自由落體物初始回彈時的時刻Tm、表征自由落體物回彈離地時的時刻T3；

碰撞回彈過程接觸時間計算裝置：用于依據時刻Tm、時刻T3計算出碰撞回彈過程接觸時間Tc2；

變形模量計算裝置：根據Hertz碰撞理論建立有壓縮模量計算模型、回彈模量計算模型，用于獲取壓縮模量計算模型所需的碰撞壓縮過程接觸時間Tc1、高度H后得到壓縮模量E1；用于獲取回彈模量計算模型所需的碰撞回彈過程接觸時間Tc2、高度H后得到壓縮模量E1。

3.根據權利要求1或2所述的落球式巖土材料力學特性的現場測試系統，其特征在于，

還包括：

包括裝配于自由落體物上的開關(4)，其中，加速度傳感器(2)與開關(4)并聯連接，加速度傳感器(2)的輸出端連接到放大器(5)，放大器(5)的輸出端連接AD模塊，AD模塊的輸出端連接分析系統；

放大器(5)用于對加速度傳感器(2)的輸出信號放大處理，

AD模塊用于對放大器(5)的輸出信號進行AD轉換，

所述開關(4)被配置為：常開開關，開關隨手握住自由落體物時，開關處于閉合狀態，開關隨手松開自由落體物時，開關處于斷開狀態；

分析系統被配置有時刻提取裝置A，

時刻提取裝置A：用于在獲取AD模塊的輸出信號后、識別獲得能表征自由落體物剛做自由落體時的時刻T1，用于在獲取AD模塊的輸出信號后、識別獲得能表征自由落體物撞擊地面時的時刻T2，

分析系統被配置有高度計算裝置；

高度計算裝置：用于根據時刻T1和時刻T2計算自由落體物的高度H。