[發明專利]一種用于評價巖土材料風化程度和加固效果的測試系統

在審

• 申請號: 202111293757.0
• 申請日: 2021-11-03
• 公開（公告）號: CN114279948A
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 原鵬博;林敖;張文婷;朱磊;姚俊;王楚斌
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G01N19/00
• 分類號: G01N19/00
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 朱廣

1.一種用于評價巖土材料風化程度和加固效果的測試系統，其特征在于：由鉆入阻力測試裝置模塊(17)、數據采集模塊(18)和數據分析模塊(19)組成，所述鉆入阻力測試裝置模塊(17)包括機械元件和控制系統，所述機械元件包括殼體(11)、伺服電機(1)、轉動電機(4)、減速器(5)、鉆夾具(8)、鉆頭(10)、接觸裝置(9)、電源(14)和啟動開關(15)；伺服電機(1)、轉動電機(4)、減速器(5)、電源(14)和啟動開關(15)置于殼體(11)內，所述伺服電機(1)一端固定于殼體(11)端頭，一端通過傳動絲桿(2)與轉動電機(4)連接，所述減速器(5)一端與轉動電機(4)連接，另一端連接鉆夾具(8)，所述鉆頭(10)通過鉆夾具(8)固定，鉆頭(10)的周端設置有固定接觸裝置(9),電源(14)置于殼體(11)上端邊角處；所述控制系統包括推進速率與位移單軸控制器、PWM轉速控制電路、推進速度和轉速監測和反饋補償調節系統，所述數據采集模塊(18)包括壓力傳感器(3)、轉速傳感器(6)、數字變送器(13)和數據采集儀(12),所述壓力傳感器(3)一端與傳動絲桿端固定，另一端與轉動電機(4)接觸連接，所述轉速傳感器(6)置于減速器(5)與鉆夾具(8)之間，轉速傳感器(6)采集的數據通過數字變送器(13)傳送儲存于數據采集儀(12)，所述數據分析模塊(19)包括數據處理器(16)，數據處理器(16)與數字變送器(13)、數據采集儀(12)一起置于殼體(11)上端。

2.根據權利要求1所述的一種用于評價巖土材料風化程度和加固效果的測試系統，其特征在于：所述伺服電機(1)和轉動電機(4)上均設有編碼器，伺服電機(1)采用閉環伺服控制系統，轉動電機(4)采用閉環穩速控制系統。

3.根據權利要求1所述的一種用于評價巖土材料風化程度和加固效果的測試系統，其特征在于：所述轉動電機(4)與鉆夾具(8)之間安裝特殊緩沖裝置(7)，在受到阻力時調節鉆頭(10)方向，確保同軸直線鉆進。

4.根據權利要求1所述的一種用于評價巖土材料風化程度和加固效果的測試系統，其特征在于：數據分析模塊(19)通過轉速和轉動電機功率計算鉆頭(10)鉆入時所受扭轉阻力。

5.根據權利要求1所述的一種用于評價巖土材料風化程度和加固效果的測試系統，其特征在于：數據分析模塊(19)通過推進速度和鉆入時間計算鉆入深度。

6.根據權利要求1所述的一種用于評價巖土材料風化程度和加固效果的測試系統，其特征在于：數據處理器(16)可實時顯示推進速度-鉆入時間、轉速-鉆入時間、鉆入阻力-鉆入深度關系曲線，對比分析加固前后鉆入阻力-鉆入深度關系曲線，數據通過WiFi、藍牙或5G進行無線傳輸。

7.根據權利要求1所述的一種用于評價巖土材料風化程度和加固效果的測試系統，其特征在于：數據處理器(16)可設置推進速度、推進位移、轉動速度、孔徑、用戶名、鉆孔信息參數，根據材料類別選擇相匹配的工作參數。

8.根據權利要求1所述的一種用于評價巖土材料風化程度和加固效果的測試系統，其特征在于：電源(14)為可選擇蓄能電池或外接電源供電模式，滿足野外原位測試和室內試驗使用要求。

9.根據權利要求1所述的一種用于評價巖土材料風化程度和加固效果的測試系統，其特征在于：鉆入阻力測試裝置模塊(17)呈手槍狀。