[發明專利]基于DIC及聲發射監測的充填體-巖石界面裝置及方法

在審

• 申請號: 202210281556.7
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114878358A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 侯晨;楊柳君;朱萬成;劉溪鴿;關凱;李磊;杜加法
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/06;G01N3/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 張闖;李洪福

1.一種基于DIC及聲發射監測的充填體-巖石界面裝置，其特征在于，所述裝置位于DIC及聲發射監測環境下，其包括試驗平臺，所述試驗平臺上表面固定有底座，且所述試驗平臺的兩端分別固定有豎直設置的固定板；兩個所述固定板之間固定有水平反力架，所述水平反力架包括兩根水平設置的水平反力桿，兩個所述水平反力桿的端部通過第一橫梁連接為一體，且兩個所述第一橫梁分別與兩個所述固定板固定連接；

所述試驗平臺上設有豎直反力架，所述豎直反力架包括兩個豎直設置的豎直反力桿，所述豎直反力桿的底部穿過所述底座，且兩個所述豎直反力桿的端部通過第二橫梁連接為一體；所述豎直反力桿位于所述底座上方的部分套有彈簧；所述試驗平臺在所述底座的下方設置有驅動位于下方的所述第二橫梁向下運動的豎直加載裝置；

所述底座上設置有與所述底座滑動連接的剪切盒，所述剪切盒內裝有立方體試樣，且所述剪切盒位于所述豎直反力架的下方，所述剪切盒的頂部設有豎向壓力荷重傳感器；所述剪切盒包括頂板、底板和約束外罩；所述頂板和所述底板均為L形板，且所述頂板和所述底板中心對稱；

其中一個所述固定板上設有驅動所述底板在所述底座上水平滑動的水平加載裝置，且另外一個所述固定板所靠近的所述第一橫梁上安裝有剪切力荷重傳感器，且所述剪切力荷重傳感器的測量端與所述頂板的豎直部連接；

所述底座上設有用于測量所述底板水平位移的水平位移傳感器；

所述豎直反力架上方設有用于測量所述第二橫梁豎直位移的豎向位移傳感器。

2.根據權利要求1所述的一種基于DIC及聲發射監測的充填體-巖石界面裝置，其特征在于，所述底座上設有水平設置的滑動軌道，且所述底板的底部具有與所述滑道軌道相配合的滑槽。

3.根據權利要求1所述的一種基于DIC及聲發射監測的充填體-巖石界面裝置，其特征在于，所述水平加載裝置包括固定在所述固定板上的伺服電機，所述伺服電機的輸出端與蝸輪蝸桿絲杠加載裝置的蝸桿連接，蝸桿驅動蝸輪轉動，蝸輪帶動蝸輪中心的絲桿螺母旋轉，驅動絲桿水平運動，絲桿與位于導向輪組上的傳力桿的一端連接，所述傳力桿的另一端與所述底板的豎直部的中心連接。

4.根據權利要求3所述的一種基于DIC及聲發射監測的充填體-巖石界面裝置，其特征在于，所述導向輪組包括固定在所述試驗平臺上的兩排導向輪，且兩排導向輪呈八字形分布，所述傳力桿位于兩排所述導向輪之間。

5.根據權利要求1所述的一種基于DIC及聲發射監測的充填體-巖石界面裝置，其特征在于，所述豎直加載裝置包括加載氣缸，所述加載氣缸的輸出端與位于下方的所述第二橫梁連接。

6.根據權利要求1所述的一種基于DIC及聲發射監測的充填體-巖石界面裝置，其特征在于，所述約束外罩采用有機玻璃制成，所述約束外罩包括豎直設置的左側面約束外罩、右側面約束外罩、正面約束外罩和背面約束外罩；

所述左側面約束外罩填補所述底板的豎直部與所述頂板的水平部之間的間隙，且所述左側面約束外罩的頂部與所述頂板的水平部外沿固定連接；

所述右側面約束外罩填補所述底板的水平部與所述頂板的豎直部之間的間隙，且所述右側面約束外罩的底部與所述底板的水平部外沿固定連接；

所述左側面約束罩和所述右側面約束罩分別設有兩個方形通孔；

所述正面約束外罩和所述背面約束外罩的頂部與所述頂板的水平部外沿固定連接，所述背面約束外罩具有兩條矩形通孔，且所述正面約束外罩與立方體試樣之間具有1-2mm的間隙。

7.根據權利要求1所述的一種基于DIC及聲發射監測的充填體-巖石界面裝置，其特征在于，兩個所述水平反力桿所在平面與所述底座所在平面相交，且交角為30°；兩個所述豎直反力桿所在平面與所述固定板所在平面相交，且交角為30°。