專(zhuān)利名稱(chēng)：一種層狀結(jié)構(gòu)巖體縱向力施加與檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于巖土力學(xué)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是涉及一種層狀結(jié)構(gòu)巖體縱向力施加與檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
層狀結(jié)構(gòu)巖體是一種工程中常見(jiàn)的巖體結(jié)構(gòu)類(lèi)型，作用在巖體上的地應(yīng)力可以簡(jiǎn)化為平行于層面的力和垂直于層面的力，平行于層面的力稱(chēng)為縱向力，垂直于層面的力稱(chēng)為橫向力?？v向力的大小對(duì)于層狀結(jié)構(gòu)巖體的力學(xué)性質(zhì)有顯著的影響，因此在實(shí)驗(yàn)室研究層狀結(jié)構(gòu)巖體的力學(xué)性質(zhì)時(shí)，必須對(duì)試件施加縱向力。在橫向力的作用下，試件發(fā)生橫向變形，同時(shí)縱向力也會(huì)發(fā)生變化，這就需要對(duì)變化中的縱向力進(jìn)行測(cè)量。試驗(yàn)所用試件包括單層巖石、多層巖石，也可以是用模型材料制作的巖石模型。目前，可以施加并檢測(cè)縱向力的裝置主要有兩種:第一種是由四根拉桿與兩塊擋板組成，可以通過(guò)擰緊拉桿上的螺母對(duì)試件施加初始縱向力，并在拉桿上布置應(yīng)變片來(lái)測(cè)量縱向力；此裝置只能對(duì)試件施加較小的縱向力，此外需要在拉桿上粘貼應(yīng)變片，從測(cè)得的應(yīng)變值得到縱向力還需要對(duì)拉桿進(jìn)行標(biāo)定，準(zhǔn)備工作量較大。第二種是用傳力裝置施加縱向力，此類(lèi)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，大大提升了使用成本。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足，本實(shí)用新型提供了一種層狀結(jié)構(gòu)巖體縱向力施加與檢測(cè)裝置。一種層狀結(jié)構(gòu)巖體縱向力施加與檢測(cè)裝置，所述的裝置包括若干根平行設(shè)置的拉桿、至少兩個(gè)平行設(shè)置的第一擋板和第二擋板、設(shè)置在兩個(gè)擋板之間的試件固定架、拉桿傳感器和試件傳感器，所述的擋板上設(shè)有與拉桿相配的孔，拉桿端部通過(guò)相應(yīng)的孔安裝在擋板上；所述的拉桿傳感器設(shè)置在第一擋板外側(cè)的拉桿上，試件傳感器設(shè)置在第二擋板與試件固定架之間，所述的拉桿傳感器和試件傳感器經(jīng)應(yīng)變儀連接至計(jì)算機(jī)。優(yōu)選地，所述拉桿的端部通過(guò)內(nèi)螺母和外螺母安裝在擋板上。優(yōu)選地，所述的每根拉桿上設(shè)置有一拉桿傳感器。優(yōu)選地，所述裝置的拉桿數(shù)量為四根，拉桿傳感器數(shù)量為四只，試件傳感器數(shù)量為兩只。優(yōu)選地，所述每根拉桿的端部各配備四個(gè)螺母，包括兩個(gè)內(nèi)螺母和兩個(gè)外螺母。優(yōu)選地，所述的兩只試件傳感器對(duì)稱(chēng)設(shè)置在裝置縱向中心線(xiàn)兩側(cè)。優(yōu)選地，所述的四根拉桿沿裝置縱向中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)設(shè)置。優(yōu)選地，所述的第二擋板外側(cè)還設(shè)有第三擋板，第三擋板上設(shè)有孔與拉桿通過(guò)螺紋連接，第三擋板上固定有千斤頂，千斤頂作用于第二擋板?？梢愿鶕?jù)實(shí)際需要施加較大的縱向力并進(jìn)行檢測(cè)。優(yōu)選地，所述的第一擋板、第二擋板和試件固定架三者的底部處于同一平面上。[0014]本實(shí)用新型裝置工作時(shí)，試件軸線(xiàn)要與裝置縱向中心線(xiàn)重合，試件可以是單層巖石或多層巖石，也可以是模型材料制作的巖石。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，既可以實(shí)現(xiàn)縱向力的施加，又可以對(duì)變化的縱向力進(jìn)行檢測(cè)；而且對(duì)于所施加縱向力的大小不限，既可以施加較大的縱向力，也可以施加較小的縱向力；另外，本實(shí)用新型通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄縱向力的變化過(guò)程，具有使用方便、檢測(cè)結(jié)果直觀、易于掌握等優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型裝置一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型裝置另一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。參照?qǐng)D1，一種層狀結(jié)構(gòu)巖體縱向力施加與檢測(cè)裝置，其包括四根平行設(shè)置的拉桿
6、兩個(gè)平行設(shè)置的第一擋板10和第二擋板1、設(shè)置在兩個(gè)擋板之間的試件固定架9、四只拉桿傳感器7和兩只試件傳感器5，每根拉桿6的端部各配備四個(gè)螺母，包括兩個(gè)內(nèi)螺母2和兩個(gè)外螺母4和12，擋板上設(shè)有與拉桿相配的孔，拉桿6端部通過(guò)相應(yīng)的孔及內(nèi)外螺母安裝在擋板上，四根拉桿沿裝置縱向中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)設(shè)置；拉桿傳感器7設(shè)置在第一擋板10外側(cè)的拉桿上且每根拉桿上均設(shè)置有一拉桿傳感器7 ;試件固定架9與試件傳感器5接觸面加工出兩個(gè)凹槽，用于傳感器定位，兩只試件傳感器5設(shè)置在第二擋板I與試件固定架9之間且沿裝置的縱向中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)設(shè)置；拉桿傳感器7和試件傳感器5經(jīng)應(yīng)變儀連接至計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型裝置工作時(shí)，先在試件固定架9與第一擋板10之間固定試件，試件軸線(xiàn)要與裝置縱向中心線(xiàn)重合。再在壓力機(jī)的下壓板上設(shè)置支撐橫梁13，然后將安裝了試件的裝置放置在支撐橫梁13上。由于第一擋板10、第二擋板I和試件固定架9三者的底部處于同一平面上，故第一擋板10、第二擋板I和試件固定架9底部均與支撐橫梁13直接接觸。試驗(yàn)時(shí)先松開(kāi)所有內(nèi)螺母2，然后用扳手均勻旋緊外螺母4或12對(duì)試件3施加縱向力至預(yù)定值，再擰緊內(nèi)螺母2以定位擋板I和10。施加縱向力時(shí)，用四只拉桿傳感器7測(cè)量拉桿的拉力，通過(guò)調(diào)整外螺母4或12的松緊來(lái)調(diào)整拉力的大小，使四根拉桿的拉力值接近，以保證試件3的縱向力與試件軸線(xiàn)平行。然后用壓力機(jī)的上壓板對(duì)試件3施加橫向力，試件3受到的縱向力開(kāi)始也發(fā)生變化，此時(shí)的縱向力由試件傳感器5測(cè)量。試件傳感器5連接到應(yīng)變儀，應(yīng)變儀再與計(jì)算機(jī)連接，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄縱向力的變化過(guò)程。當(dāng)需要施加較大的縱向力時(shí)，可以在上述裝置中附加一個(gè)千斤頂，即如圖2所示。第二擋板I外側(cè)設(shè)有第三擋板11，第三擋板11上設(shè)有孔與拉桿6通過(guò)螺紋連接，第三擋板11上固定有千斤頂8，千斤頂8作用于第二擋板I。試驗(yàn)時(shí)，先松開(kāi)所有內(nèi)螺母2，再用千斤頂8對(duì)第二擋板I施加壓力，此時(shí)拉桿受拉力作用。當(dāng)壓力達(dá)到預(yù)定值時(shí)，擰緊外螺母12，再擰緊所有內(nèi)螺母2，卸掉千斤頂壓力，完成對(duì)試件的縱向加壓。四只拉桿傳感器7測(cè)量拉桿的拉力，通過(guò)調(diào)整外螺母4或12的松緊來(lái)調(diào)整拉力的大小，使四根拉桿的拉力值接近，以保證試件3的縱向力與試件軸線(xiàn)平行。之后再用壓力機(jī)的上壓板對(duì)試件3施加橫向力，步驟同上，不再贅述。
權(quán)利要求1.一種層狀結(jié)構(gòu)巖體縱向力施加與檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的裝置包括若干根平行設(shè)置的拉桿、至少兩個(gè)平行設(shè)置的第一擋板和第二擋板、設(shè)置在兩個(gè)擋板之間的試件固定架、拉桿傳感器和試件傳感器，所述的擋板上設(shè)有與拉桿相配的孔，拉桿端部通過(guò)相應(yīng)的孔安裝在擋板上；所述的拉桿傳感器設(shè)置在第一擋板外側(cè)的拉桿上，試件傳感器設(shè)置在第二擋板與試件固定架之間，所述的拉桿傳感器和試件傳感器經(jīng)應(yīng)變儀連接至計(jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀結(jié)構(gòu)巖體縱向力施加與檢測(cè)裝置，其特征在于:所述拉桿的端部通過(guò)內(nèi)螺母和外螺母安裝在擋板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀結(jié)構(gòu)巖體縱向力施加與檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的每根拉桿上設(shè)置有一拉桿傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的層狀結(jié)構(gòu)巖體縱向力施加與檢測(cè)裝置，其特征在于:所述裝置的拉桿數(shù)量為四根，拉桿傳感器數(shù)量為四只，試件傳感器數(shù)量為兩只。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的層狀結(jié)構(gòu)巖體縱向力施加與檢測(cè)裝置，其特征在于:所述每根拉桿的端部各配備四個(gè)螺母，包括兩個(gè)內(nèi)螺母和兩個(gè)外螺母。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的層狀結(jié)構(gòu)巖體縱向力施加與檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的兩只試件傳感器對(duì)稱(chēng)設(shè)置在裝置縱向中心線(xiàn)兩側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的層狀結(jié)構(gòu)巖體縱向力施加與檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的四根拉桿沿裝置縱向中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 7之一所述的層狀結(jié)構(gòu)巖體縱向力施加與檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的第二擋板外側(cè)還設(shè)有第三擋板，第三擋板上設(shè)有孔與拉桿通過(guò)螺紋連接，第三擋板上固定有千斤頂，千斤頂作用于第二擋板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的層狀結(jié)構(gòu)巖體縱向力施加與檢測(cè)裝置，其特征在于:所述的第一擋板、第二擋板和試件固定架三者的底部處于同一平面上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種層狀結(jié)構(gòu)巖體縱向力施加與檢測(cè)裝置，所述的裝置包括若干根平行設(shè)置的拉桿、至少兩個(gè)平行設(shè)置的第一擋板和第二擋板、設(shè)置在兩個(gè)擋板之間的試件固定架、拉桿傳感器和試件傳感器，所述的擋板上設(shè)有與拉桿相配的孔，拉桿端部通過(guò)相應(yīng)的孔安裝在擋板上；所述的拉桿傳感器設(shè)置在第一擋板外側(cè)的拉桿上，試件傳感器設(shè)置在第二擋板與試件固定架之間，所述的拉桿傳感器和試件傳感器經(jīng)應(yīng)變儀連接至計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，既可以實(shí)現(xiàn)縱向力的施加，又可以對(duì)變化的縱向力進(jìn)行檢測(cè)；而且對(duì)于所施加縱向力的大小不限；另外，本實(shí)用新型通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄縱向力的變化過(guò)程，具有使用方便、檢測(cè)結(jié)果直觀、易于掌握等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N3/08GK202974762SQ201220571880
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
發(fā)明者楊建輝 申請(qǐng)人:浙江科技學(xué)院