全方位結(jié)構(gòu)面傾斜剪切測(cè)試儀的多角度轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于巖體結(jié)構(gòu)傾斜剪切測(cè)試領(lǐng)域，尤其是一種結(jié)構(gòu)面傾斜剪切測(cè)試儀的多角度轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]傾斜剪切測(cè)試儀是獲得巖體結(jié)構(gòu)面力學(xué)參數(shù)的常用試驗(yàn)方法，通過傾斜剪切測(cè)試儀可直接測(cè)定巖體結(jié)構(gòu)面的峰值摩擦角，該方法具有測(cè)試方便、費(fèi)用低、周期短等優(yōu)點(diǎn)。但結(jié)構(gòu)面具有各向異性的力學(xué)性質(zhì)，即沿不同的方向，結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)差異較大，為了統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)面的峰值摩擦角，就需對(duì)不同方向的巖體結(jié)構(gòu)面試樣進(jìn)行傾斜剪切試驗(yàn)。根據(jù)《水電水利工程巖石試驗(yàn)規(guī)程》，結(jié)構(gòu)面試樣宜加工成方形，而目前國(guó)內(nèi)針對(duì)方形結(jié)構(gòu)面的傾斜剪切測(cè)試儀的測(cè)試角度單一，只能測(cè)定沿與方形的某條邊方向或與該方向成90°的峰值摩擦角。因此采用現(xiàn)有的傾斜剪切測(cè)試儀不能統(tǒng)計(jì)各向異性結(jié)構(gòu)面規(guī)律，也就不能解決巖體結(jié)構(gòu)面的各向異性問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服已有傾斜剪切測(cè)試儀不能統(tǒng)計(jì)各向異性結(jié)構(gòu)面規(guī)律的不足，本發(fā)明提供了一種測(cè)試不同方位的峰值摩擦角、統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)面各向異性的力學(xué)規(guī)律的全方位結(jié)構(gòu)面傾斜剪切測(cè)試儀的多角度轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種全方位結(jié)構(gòu)面傾斜剪切測(cè)試儀的多角度轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括試驗(yàn)臺(tái)、拉伸控制系統(tǒng)、多方位傾斜墊板和多方位傾斜圓盤，所述拉伸控制系統(tǒng)位于所述試驗(yàn)臺(tái)上，所述拉伸控制系統(tǒng)的動(dòng)作端與所述多方位傾斜墊板的上端鉸接，所述多方位傾斜墊板的下端可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸固定在所述試驗(yàn)臺(tái)上；所述多方位傾斜板包括底墊板和個(gè)位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔組，所述底墊板上以所述底墊板的中心為圓心等圓弧間隔地分布至少三套個(gè)位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔組，每組個(gè)位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔組為以所述底墊板的中心為圓心等間隔布置的下安裝孔；所述多方位傾斜圓盤位于所述多方位傾斜墊板上，所述多方位傾斜圓盤包括圓形墊板和十位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔，所述圓形墊板以所述底墊板的中心為圓心，所述圓形墊板的頂面為用以放置待測(cè)試巖體結(jié)構(gòu)面試樣的測(cè)試工位，所述十位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔等圓弧間隔地設(shè)置在所述圓形墊板的外圈，所述個(gè)位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔和十位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔的大小相等且位于同一軌跡圓上，所述圓形墊板上開有用于供插入桿軸進(jìn)行角度轉(zhuǎn)換的圓盤旋轉(zhuǎn)孔。
[0006]進(jìn)一步，所述多方位傾斜板還包括弧形卡位板，所述底墊板上以所述底墊板的中心為圓心等圓弧間隔地分布至少三塊弧形卡位板，所述弧形卡位板與所述個(gè)位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔組交替分布。
[0007]再進(jìn)一步，所述多方位傾斜圓盤還包括側(cè)板，所述側(cè)板安裝在所述圓盤墊板的頂面，所述側(cè)板之間形成為供所述待測(cè)試巖體結(jié)構(gòu)面試樣放置的底座。
[0008]更進(jìn)一步，所述側(cè)板上連接用以卡緊所述待測(cè)試巖體結(jié)構(gòu)面試樣的卡位銷。
[0009]所述轉(zhuǎn)軸上安裝用以測(cè)量所述多方位傾斜墊板的傾斜角度的量角器。
[0010]所述試驗(yàn)臺(tái)上安裝鋼墊板，所述鋼墊板與連接桿一端連接，所述連接桿的另一端安裝所述轉(zhuǎn)軸。
[0011]所述鋼墊板上安裝緩沖墊。
[0012]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:采用全方位結(jié)構(gòu)面傾斜剪切測(cè)試儀的多角度轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，可測(cè)試不同方位的峰值摩擦角，從而可以統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)面各向異性的力學(xué)規(guī)律。
【附圖說明】
[0013]圖1是全方位結(jié)構(gòu)面傾斜剪切測(cè)試儀的多角度轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的示意圖。
[0014]圖2是多方位傾斜墊板的示意圖。
[0015]圖3是多方位傾斜圓盤的示意圖。
[0016]圖4是個(gè)位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0018]參照?qǐng)D1?圖4，一種全方位結(jié)構(gòu)面傾斜剪切測(cè)試儀的多角度轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括試驗(yàn)臺(tái)1、拉伸控制系統(tǒng)、多方位傾斜墊板5和多方位傾斜圓盤6，所述拉伸控制系統(tǒng)位于所述試驗(yàn)臺(tái)I上，所述拉伸控制系統(tǒng)的動(dòng)作端與所述多方位傾斜墊板5的上端鉸接，所述多方位傾斜墊板5的下端可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在轉(zhuǎn)軸8上，所述轉(zhuǎn)軸8固定在所述試驗(yàn)臺(tái)I上；所述多方位傾斜板5包括底墊板和個(gè)位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔組14，所述底墊板上以所述底墊板的中心為圓心等圓弧間隔地分布至少三套個(gè)位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔組14，每組個(gè)位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔組14為以所述底墊板的中心為圓心等間隔布置的下安裝孔；所述多方位傾斜圓盤6位于所述多方位傾斜墊板5上，所述多方位傾斜圓盤6包括圓形墊板和十位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔16，所述圓形墊板以所述底墊板的中心為圓心，所述圓形墊板的頂面為用以放置待測(cè)試巖體結(jié)構(gòu)面試樣12的測(cè)試工位，所述十位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔16等圓弧間隔地設(shè)置在所述圓形墊板的外圈，所述個(gè)位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔14和十位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔16的大小相等且位于同一軌跡圓上，所述圓形墊板上開有用于供插入桿軸進(jìn)行角度轉(zhuǎn)換的圓盤旋轉(zhuǎn)孔15。
[0019]進(jìn)一步，所述多方位傾斜板還包括弧形卡位板13，所述底墊板上以所述底墊板的中心為圓心等圓弧間隔地分布至少三塊弧形卡位板13，所述弧形卡位板13與所述個(gè)位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔組14交替分布。
[0020]再進(jìn)一步，所述多方位傾斜圓盤還包括側(cè)板7，所述側(cè)板7安裝在所述圓盤墊板的頂面，所述側(cè)板之間形成為供所述待測(cè)試巖體結(jié)構(gòu)面試樣12放置的底座。
[0021]更進(jìn)一步，所述側(cè)板7上連接用以卡緊所述待測(cè)試巖體結(jié)構(gòu)面試樣的卡位銷17。
[0022]所述轉(zhuǎn)軸8上安裝用以測(cè)量所述多方位傾斜墊板的傾斜角度的量角器11。
[0023]所述試驗(yàn)臺(tái)I上安裝鋼墊板9，所述鋼墊板9與連接桿一端連接，所述連接桿的另一端安裝所述轉(zhuǎn)軸8。
[0024]所述鋼墊板9上安裝緩沖墊10。
[0025]如圖1所示，多角度轉(zhuǎn)換系統(tǒng)除了包括試驗(yàn)臺(tái)，拉伸控制系統(tǒng)(包括龍門架2、電葫蘆3和鋼絲拉索，電葫蘆3由電葫蘆控制按鈕4控制，龍門架和電葫蘆最大承重為3T，電葫蘆拉伸速度的調(diào)節(jié)范圍為V = 0.01?lmm/s。)，轉(zhuǎn)軸，量角器(測(cè)角范圍0°?90° )，緩沖墊等常規(guī)部件之外，針對(duì)性地開發(fā)了能進(jìn)行多角度傾斜剪切試驗(yàn)的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，通過轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中多方位傾斜圓盤的旋轉(zhuǎn)和對(duì)應(yīng)角度轉(zhuǎn)換孔的選擇就可實(shí)現(xiàn)在同一傾斜剪切測(cè)試儀上進(jìn)行不同角度的傾斜剪切試驗(yàn)，適用平面方位為0°?360°任意整數(shù)角的傾斜剪切試驗(yàn)。傾斜剪切試驗(yàn)儀中的常規(guī)設(shè)備及試驗(yàn)原理可參照相關(guān)規(guī)程、教材及著作
[0026]多方位傾斜墊板包括底墊板、個(gè)位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔、弧形卡位板和轉(zhuǎn)軸。如圖2所不O
[0027]①底墊板為方形鋼板，厚50mm，底墊板上的轉(zhuǎn)軸通過連接桿件與鋼板墊連接；
[0028]②弧形卡位板共有4組，以底墊板上半部分中心O點(diǎn)為圓心均勻布置，主要作用是對(duì)安置在底墊板上方的多方位傾斜圓盤進(jìn)行卡位；
[0029]③個(gè)位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔共有4組，以底墊板上半部分中心O點(diǎn)為圓心均勻布置。每組個(gè)位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔由10個(gè)1mm螺栓孔組成，如圖4所示，分別為+0孔，+2孔，+4孔，+6孔，+8孔，-3孔，-5孔，-7孔，-9孔和-11孔(在底墊板上僅對(duì)距離轉(zhuǎn)軸最近的該組角度轉(zhuǎn)換孔上所對(duì)應(yīng)的孔號(hào)進(jìn)行標(biāo)注)，10個(gè)螺栓孔以+0孔居中，分布兩側(cè)，其中+2孔，+4孔，+6孔，+8孔，以O(shè)點(diǎn)為圓心，順時(shí)針間隔2°布置；-3孔，-5孔，-7孔，-9孔和-11孔，以O(shè)點(diǎn)為圓心，逆時(shí)針間隔2°布置，其中-3孔與+0孔間隔3°布置。
[0030]每個(gè)孔多對(duì)應(yīng)的刻度與其名稱相對(duì)應(yīng)，+0孔表示加上0°角度，+2孔表示加上2°角度，+4孔表示加上4°角度，+6孔表示加上6°角度，+8孔表示加上8°角度，-3孔表示減去3°角度，-5孔表不減去5°角度，-7孔表不減去7°角度，-9孔表不減去9°角度，-11孔表示減去11°角度。
[0031]多方位傾斜圓盤包括圓形底墊板、十位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔、側(cè)板、卡位梢和圓盤旋轉(zhuǎn)孔，如圖3所示。
[0032]①圓形底墊板，厚50mm，安置在多方位傾斜墊板的四組弧形卡位板內(nèi)，通過十位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔中的其中四個(gè)螺栓孔和多方位傾斜墊板上相對(duì)應(yīng)的個(gè)位數(shù)角度轉(zhuǎn)換孔，采用螺栓固定。
[0033]②側(cè)板由四根角鋼組成，分別為每?jī)筛卿摮?0°焊接，組成L形狀，兩