[發明專利]一種基于巖石力學的水流試驗觀測裝置及方法

在審

• 申請號: 202211384581.4
• 申請日: 2022-11-07
• 公開（公告）號: CN115791484A
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 高斐
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;G01N3/12;G01N3/04;G01N3/02
• 代理公司: 蘇州拓鴻知識產權代理有限公司 32664
• 代理人: 張向瑩

1.一種基于巖石力學的水流試驗觀測裝置，其特征在于：包括：

裝置外殼(1)，其底部內壁上水平固定裝配有第一導軌(2)，所述第一導軌(2)右端放置有固定在裝置外殼(1)底部內壁上的循環水箱(3)，且所述第一導軌(2)上滑動設置有兩組驅動滑塊，其上均固定裝配有巖樣固定校準裝置(6)；

所述裝置外殼(1)前后兩側的內壁上均固定裝配有雙桿液壓缸(4)，所述雙桿液壓缸(4)的活塞端均固定裝配有巖樣固定板(5)；

巖樣鏜銑裝置(7)，固定裝配在所述裝置外殼(1)后側的內壁上。

2.根據權利要求1所述的一種基于巖石力學的水流試驗觀測裝置，其特征在于：所述裝置外殼(1)上端的內壁上固定裝配有機械臂(8)，其下端固定裝配有水流釋放裝置(9)，所述水流釋放裝置(9)左端通過軟管連接在儲水罐(11)上，所述儲水罐(11)固定嵌裝在裝置外殼(1)上端，其上端連接有循環水泵(10)，所述循環水泵(10)固定裝配在裝置外殼(1)底部的內壁上，且其輸入端固定在循環水箱(3)上，所述循環水箱(3)左側上端設置有過水孔板(12)。

3.根據權利要求1所述的一種基于巖石力學的水流試驗觀測裝置，其特征在于：所述巖樣固定校準裝置(6)包括：

固定板(61)，固定裝配在所述第一導軌(2)上端的驅動滑塊中心，其中心固定裝配有墊塊(62)，所述墊塊(62)上轉動裝配有驅動桿(63)，所述驅動桿(63)兩端轉動均轉動裝配有傳動連桿(64)，所述傳動連桿(64)另一端轉動裝配有滑動板(66)，所述固定板(61)上水平固定裝配有兩組液壓桿(65)，兩組所述液壓桿(65)另一端均固定裝配在右側滑動板(66)上，所述固定板(61)兩側固定裝配有四組第二導軌(67)，其上分別滑動裝配有兩組滑動板(66)，所述固定板(61)沿中心圓周固定有四組自鎖伸縮桿(68)，其上固定裝配有承接板(69)。

4.根據權利要求3所述的一種基于巖石力學的水流試驗觀測裝置，其特征在于：所述滑動板(66)內側轉動裝配有轉動塊(611)，其上固定裝配有夾取固定板(612)。

5.根據權利要求3所述的一種基于巖石力學的水流試驗觀測裝置，其特征在于：與左側巖樣固定校準裝置(6)相比，右側巖樣固定校準裝置(6)的承接板(69)與固定板(61)之間前后設置有兩組第一液壓缸(610)與兩組自鎖伸縮桿(68)，且所述滑動板(66)內側設置有水平滑動軌道，其上滑動裝配有轉動塊(611)，所述轉動塊(611)上轉動裝配有夾取固定板(612)。

6.根據權利要求1所述的一種基于巖石力學的水流試驗觀測裝置，其特征在于：所述巖樣鏜銑裝置(7)包括：

第三導軌(71)，豎直固定裝配在所述裝置外殼(1)后側的內壁上，其上滑動裝配有電動滑塊(72)，所述電動滑塊(72)中心固定裝配有第二液壓缸(73)，所述第二液壓缸(73)的活塞端固定裝配有鏜銑組件(74)，所述鏜銑組件(74)上端固定裝配有驅動電機(75)，其下端固定裝配有銑刀(76)。

7.根據權利要求1所述的一種基于巖石力學的水流試驗觀測裝置，其特征在于：水流釋放裝置(9)包括：

多級雙向液壓缸(91)，固定裝配在所述機械臂(8)下端，其下端固定裝配有固定殼(92)，所述固定殼(92)兩端均通過轉動合葉(94)轉動設置有四組固定殼(92)，且相鄰兩組固定殼(92)之間設置有復位彈簧(96)，所述多級雙向液壓缸(91)兩端的活塞桿上固定裝配有合頁限制板(95)。

8.根據權利要求7所述的一種基于巖石力學的水流試驗觀測裝置，其特征在于：所述固定殼(92)內部設置有出水管(93)，其后側通過軟管連接在儲水罐(11)下方。

9.根據權利要求1所述的一種基于巖石力學的水流試驗觀測裝置，其特征在于：所述雙桿液壓缸(4)的活塞上設置有掃描儀(13)，所述掃描儀(13)外接在顯示屏上。

10.一種基于巖石力學的水流試驗觀測方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.選擇合適的巖樣，并根據實驗要求設定巖樣鏜銑裝置(7)的運行路徑，以及多級雙向液壓缸(91)的伸長長度；

S2.將試驗巖樣放置在兩組巖樣固定校準裝置(6)上，驅動其夾緊，并使其運行至巖樣鏜銑裝置(7)下方；

S3.調整右側巖樣固定校準裝置(6)的第一液壓缸(610)，使巖樣鏜銑裝置(7)銑出合適的槽；

S4.完成后復位，并驅動兩組巖樣固定校準裝置(6)向右側滑動，直至巖樣右側平面重合于過水孔板(12)，啟動兩組雙桿液壓缸(4)，使兩組巖樣固定板(5)夾緊巖樣；

S5.啟動機械臂(8)，使其將水流釋放裝置(9)放置在巖樣的凹槽內，開啟儲水罐(11)，并根據實驗要求調整流速；

S6.水流流出通過過水孔板(12)落入到循環水箱(3)內，并通過循環水泵(10)回到儲水罐(11)內；

S7.通過雙桿液壓缸(4)上的掃描儀(13)，將水流狀態下各凹槽的滲透率實時呈現在外界的顯示屏上，以便觀測。