[實用新型]一種巖體物理模擬試驗中應變磚的安放裝置

有效

• 申請號: 202022626974.4
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN213956946U
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 張濤;蘇占東;張明磊;趙博文;黃坤坤;張之泰;洪文杰
• 申請（專利權）人: 防災科技學院
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28;G01N3/06;G01N3/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

一種巖體物理模擬試驗中應變磚的安放裝置涉及巖土工程中物理模擬試驗應力場的測試領域，可提高巖體物理模擬試驗中應變磚的安裝效率和測試精度。本裝置由試樣穩固系統、切土系統、電機系統三部分組成，其中，試樣穩固系統包括外框架柱、底板、底板軌道、橫向滑軌、縱向滑軌；切土系統包括圓盤、旋轉加壓桿、承壓板、取土桶、固定桿、轉動軸承、切土線固定桿、切土線固定桿插孔、切土線；電機系統包括電機和電機控制器。本裝置利用應變磚與模擬巖體的同步變形，研究模擬巖體在外力作用下，其內部應力應變的變化，總結巖體內部應力場和應變場的變化規律，為巖體物理模擬中相關課題的基礎研究提供試驗參考。

技術領域

本實用新型公布了一種應變磚的安放裝置，主要涉及巖土工程中物理模擬試驗應力場的測試領域，可提高巖體物理模擬試驗中應變磚的安放效率和測試精度。

背景技術

在長期的地質運動過程中，巖體內部應力集中地區對地震活動和活斷層影響顯著，且不同深度處的巖體發生破壞時有著明顯區別。研究表明，走滑斷裂兩盤巖體在構造應力作用下發生相對錯動變形時，斷裂局部應力場會產生明顯偏轉，為了表征這種偏轉與斷裂活動性的關系，需要利用物理模擬試驗同步測試巖體內部應力場的時空演化特征。但由于巖體內部應力的測量十分困難，阻礙著對地震活動性和走滑斷裂的物理模擬研究，亟需一種能夠測量模擬巖體內部應力的方法。

目前應用最廣的便是制作與模擬材料相似的應變磚，在尋找合適的模擬材料配比前開展大量的配比試驗，選取不同的相似材料配比，分別批量制作標準試件，通過單軸抗壓試驗、直剪試驗等來確定不同配比的物理參數，進而確定最終的配比來制作所需應變磚。

在本實用新型之前，申請號為CN201720279640.X的專利，公布了一種應變磚的制作裝置，其特征在于，可以調整應變磚試塊的制作高度，制作不同規格的應變磚，應變磚的制作技術已趨完善，但是應變磚的安裝工藝直接決定應變磚與周圍材料的耦合狀態以及測試精度。

本實用新型在本實用新型之前，申請號為CN201620371052.4的專利，公布了一種快速開挖應變磚埋置孔的設備，其特征在于，由設備主體取土器、透氣孔的頂板和刻度線組成，其目的是快速開挖應變磚埋置孔加快試驗速度，但是其在取出土樣后無法控制開挖孔壁的穩定，且破壞了開挖界面模型材料的物理結構。

因此，本實用新型在少擾動模擬試樣物理結構的前提下，通過靜壓方式和土體彈性變形特性實現應變磚的安放，探究在外力作用下，含裂隙巖體內部應力場的變化規律，為斷裂巖體物理模擬試驗提供參考。

發明內容

本實用新型針對現有關于安放應變磚裝置的缺點，提供了一種在巖體物理模擬實驗中安放應變磚的裝置，通過該裝置能夠減小取土桶進入模擬巖石時的端摩阻力，利用切土線將預定位置切割為完整平面，且能夠將取土桶內試樣回填減少對試樣的擾動，精準安放應變磚的優點。

本實用新型屬于一種在模擬巖體試樣中安放應變磚的裝置，其構造由外框架柱、底板、底板軌道、橫向滑軌、縱向滑軌、圓盤、旋轉加壓桿、電機、電機控制器、承壓板、取土桶、固定桿、轉動軸承、切土線固定桿插孔、切土線固定桿、切土線、圓盤、承壓板組成。

所述的底板軌道用以卡放模擬試樣盒，在將試樣盒推進底板軌道之前，先將取土桶升起，待試樣盒推入底板軌道且固定在底板后，使用橫向滑軌和縱向滑軌將取土桶對準試樣預設位置，按下固定在外框架柱上的電機控制器，此時電機對旋轉加壓桿進行做功，帶動取土桶對試樣進行取土。取樣完成之后在對應的位置放入應變磚，然后進行回填，將多余的試樣切除，由于試樣自身具有一定的回彈特性，在短時間取土切土操作后，土樣回彈可使試樣與應變磚達到較好的耦合狀態。

所述取土桶的上部設有轉動軸承，由于取土桶向下的動力是由旋轉加壓桿或經圓盤手動提供，需要轉動軸承和固定桿用以固定取土桶保證其不會受上部的影響而轉動。

所述的取土桶深入模擬試樣時，因試樣自身具有一定的強度，為減小取土桶進入土體時受到的端摩阻力，參考土工試驗中的環刀，將取土桶的切土口進行刃腳化處理。