[發明專利]一種圍巖強度測試裝置、系統及其測試方法

有效

• 申請號: 202110728111.4
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113418783B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 郭永發;董家興;丁文云;殷洪波;楊進京;趙毅然;楊潤學;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）人: 中鐵二院昆明勘察設計研究院有限責任公司
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/12;G01N3/02
• 代理公司: 昆明正原專利商標代理有限公司 53100
• 代理人: 亢能;陳左

本發明公開一種圍巖強度測試裝置、系統及其測試方法，涉及圍巖原位動態測試技術領域，用于解決采用現有針貫入儀測量軟巖單軸抗壓強度存在人工測試作用力不均、讀數困難的問題。本發明的巖體強度測試裝置包括：外殼，外殼上設有數據接口，數據接口用于與上位機通信連接；固定裝置，固定裝置與外殼連接、且用于將外殼固定在巖體上；測試組件，測試組件包括依次傳動連接的驅動件、傳動件及測試件，驅動件與數據接口電連接，且驅動件用于當從數據接口接收到測試信號時，驅動傳動件帶動測試件插入巖體內；檢測裝置，檢測裝置設置在外殼內、且與數據接口電連接，檢測裝置用于檢測測試件插入巖體的位移、以及測試件插入巖體時承受的壓力。

技術領域

本發明涉及圍巖原位動態測試技術領域，尤其涉及一種圍巖強度測試裝置、系統及其測試方法。

背景技術

巖體的物理力學特性研究對圍巖穩定分析具有重要的作用，特別是巖體的抗壓指標。軟巖是一種常見的巖體，軟巖的強度較低，結構松散，完整取芯困難。并且軟巖難以加工成為高質量標準試件來測試單軸的抗壓強度，使得軟巖現場取樣和室內標準試驗測其單軸抗壓強度的困難性較大，無法客觀地獲取現場施工影響下的力學參數。因此，軟巖需進行現場原位測試。

針貫入儀是目前常用的一種獲取軟巖單軸抗壓強度的原位試驗儀器。但是，在隧道、隧洞等一些照明條件有限的地下工程應用中，現有的針貫入儀存在人工測試作用力不均、讀數困難等問題。

發明內容

本發明提供一種圍巖強度測試裝置、系統及其測試方法，用于解決現有技術中采用針貫入儀測量軟巖單軸抗壓強度存在人工測試作用力不均、讀數困難的問題。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

第一方面，本發明實施例包括一種巖體強度測試裝置，包括：外殼，所述外殼上設有數據接口，所述數據接口用于與上位機通信連接；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；測試組件，所述測試組件包括依次傳動連接的驅動件、傳動件及測試件，所述驅動件與所述數據接口電連接，且所述驅動件用于當從所述數據接口接收到測試信號時，驅動所述傳動件帶動所述測試件插入所述巖體內；檢測裝置，所述檢測裝置設置在所述外殼內、且與所述數據接口電連接，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承受的壓力。

在本發明一些可能的實施例中，所述驅動件為直線電機，所述傳動件為與所述直線電機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。

在本發明一些可能的實施例中，所述測試組件還包括固定軸，所述固定軸設置在所述外殼內、且沿所述測試針的移動方向延伸，所述壓力彈簧套設在所述固定軸外。

在本發明一些可能的實施例中，所述外殼上開設有連通孔，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、所述數據接口電連接；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、所述數據接口電連接。

在本發明一些可能的實施例中，所述巖體強度測試裝置還包括照明裝置，所述照明裝置安裝在所述外殼的外壁上、且與所述數據接口電連接。

在本發明一些可能的實施例中，所述巖體強度測試裝置還包括儲電組件，所述儲電組件與所述檢測裝置、所述驅動件電連接。

在本發明一些可能的實施例中，所述外殼內形成有容置腔，所述容置腔用于容置備用測試件。

在本發明一些可能的實施例中，所述容置腔內設有用于保護備用測試件的保護材料層。