[發(fā)明專利]一種圍巖強(qiáng)度測試裝置、系統(tǒng)及其測試方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110728111.4
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113418783B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭永發(fā);董家興;丁文云;殷洪波;楊進(jìn)京;趙毅然;楊潤學(xué);張海波;陶偉明;楊昌宇;楊翔;羅勝利;劉正初;李貴民;伍容兵
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵二院昆明勘察設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 昆明正原專利商標(biāo)代理有限公司 53100
• 代理人: 亢能;陳左

1.一種圍巖強(qiáng)度測試裝置，其特征在于，包括：

外殼，所述外殼上設(shè)有數(shù)據(jù)接口，所述數(shù)據(jù)接口內(nèi)插入數(shù)據(jù)連接線，通過數(shù)據(jù)連接線與上位機(jī)連接；

固定裝置，所述固定裝置與所述外殼連接、且用于將所述外殼固定在巖體上；

所述固定裝置包括：連接套管、伸縮桿、支撐腳、水平調(diào)節(jié)器和垂直調(diào)節(jié)器，所述連接套管與所述外殼的外壁連接；多個所述伸縮桿的一端均可旋轉(zhuǎn)連接在所述連接套管上、且沿所述連接套管的圓周方向間隔分布；多個所述支撐腳分別連接在多個所述伸縮桿的另一端上；所述水平調(diào)節(jié)器和垂直調(diào)節(jié)器均安裝在所述連接套管的外壁上；

測試組件，所述測試組件包括依次傳動連接的驅(qū)動件、傳動件及測試件，所述驅(qū)動件與所述數(shù)據(jù)接口電連接，且所述驅(qū)動件用于當(dāng)從所述數(shù)據(jù)接口接收到測試信號時(shí)，驅(qū)動所述傳動件帶動所述測試件插入所述巖體內(nèi)；所述驅(qū)動件為直線電機(jī)，所述傳動件為與所述直線電機(jī)的輸出軸連接的壓力彈簧，所述測試件為與所述壓力彈簧傳動連接的測試針；

檢測裝置，所述檢測裝置設(shè)置在所述外殼內(nèi)、且與所述數(shù)據(jù)接口電連接，所述檢測裝置用于檢測所述測試件插入巖體的位移、以及所述測試件插入巖體時(shí)承受的壓力；

儲電組件，所述儲電組件與所述檢測裝置、所述驅(qū)動件電連接；

保護(hù)蓋，所述保護(hù)蓋與所述外殼可拆卸連接、且用于蓋設(shè)在所述測試件外；并且，保護(hù)蓋的底部設(shè)置摩擦結(jié)構(gòu)，摩擦結(jié)構(gòu)用于整平圍巖面，摩擦結(jié)構(gòu)為設(shè)置在保護(hù)蓋的底部外表面的摩擦輪；

測試區(qū)劃分裝置，所述測試區(qū)劃分裝置用于設(shè)置在巖體內(nèi)，所述測試區(qū)劃分裝置包括外框和劃分網(wǎng)，所述劃分網(wǎng)安裝在所述外框內(nèi)，外框?yàn)閳A環(huán)形，劃分網(wǎng)的網(wǎng)格為正方形；

所述外框上設(shè)置有多個支撐連接柱，多個所述支撐連接柱用于與多個支撐腳連接；

照明裝置，所述照明裝置安裝在所述外殼的外壁上、且與所述數(shù)據(jù)接口電連接；

攝像頭，所述攝像頭安裝在所述外殼上靠近所述測試件的位置、且與所述數(shù)據(jù)接口電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圍巖強(qiáng)度測試裝置，其特征在于，所述測試組件還包括固定軸，所述固定軸設(shè)置在所述外殼內(nèi)、且沿所述測試針的移動方向延伸，所述壓力彈簧套設(shè)在所述固定軸外。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圍巖強(qiáng)度測試裝置，其特征在于，所述外殼上開設(shè)有連通孔，所述檢測裝置包括：

壓力傳感器，所述壓力傳感器安裝在所述壓力彈簧上；

壓力采集模塊，所述壓力采集模塊分別與所述壓力傳感器、所述數(shù)據(jù)接口電連接；

位移傳感器，所述位移傳感器安裝在所述外殼內(nèi)靠近所述連通孔的位置，所述壓力彈簧的一端與所述位移傳感器連接，所述測試針的一端安裝在所述壓力傳感器上，所述測試針的另一端通過所述連通孔穿設(shè)在所述外殼外；

位移采集模塊，所述位移采集模塊分別與所述位移傳感器、所述數(shù)據(jù)接口電連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圍巖強(qiáng)度測試裝置，其特征在于，所述外殼內(nèi)形成有容置腔，所述容置腔用于容置備用測試件；所述容置腔內(nèi)設(shè)有用于保護(hù)備用測試件的保護(hù)材料層。

5.一種圍巖強(qiáng)度測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：

上位機(jī)，所述上位機(jī)包括顯示器；

上述權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的圍巖強(qiáng)度測試裝置，所述圍巖強(qiáng)度測試裝置與所述上位機(jī)通過數(shù)據(jù)接口通訊連接。

6.一種采用圍巖強(qiáng)度測試系統(tǒng)測試圍巖強(qiáng)度的測試方法，其特征在于，包括上述權(quán)利要求5所述的圍巖強(qiáng)度測試系統(tǒng)，測試方法包括以下步驟：

將圍巖強(qiáng)度測試裝置中的測試區(qū)劃分裝置預(yù)埋在巖體內(nèi)；

將圍巖強(qiáng)度測試裝置的數(shù)據(jù)接口與上位機(jī)通訊連接，上位機(jī)控制打開照明裝置和攝像頭；

通過固定裝置調(diào)節(jié)外殼的方位，并將所述固定裝置與外殼固定連接；

將測試件與測試區(qū)劃分裝置中劃分網(wǎng)的一個網(wǎng)格對準(zhǔn)后，執(zhí)行測試步驟；

其中，所述測試步驟包括：推動測試件，使測試件與網(wǎng)格內(nèi)的巖面接觸；上位機(jī)發(fā)出測試信號，驅(qū)動件驅(qū)動傳動件帶動測試件插入所述巖體內(nèi)，檢測裝置將檢測測試件插入巖體的位移、以及所述測試件插入巖體時(shí)承受的壓力；

重復(fù)執(zhí)行上述測試步驟，以檢測測試區(qū)劃分裝置中劃分網(wǎng)的多個網(wǎng)格內(nèi)的巖體。