巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置，屬于礦業(yè)和巖土工程的試驗(yàn)檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]礦山井下存在圍巖片幫、頂板冒落、突水及巖爆動(dòng)力災(zāi)害等危險(xiǎn)，其對(duì)工作人員和設(shè)備構(gòu)成了直接威脅，而且影響工程進(jìn)度，還能造成支護(hù)失效，甚至地震。隨著開(kāi)采深度的不斷增加，圍巖破壞頻度和強(qiáng)度越來(lái)越高，工程災(zāi)害日益嚴(yán)重，安全問(wèn)題亟待解決。
[0003]巖石流變特性是巖石力學(xué)的一個(gè)重要分支，其中，蠕變和應(yīng)力松弛為其研宄的2個(gè)重要方面，同時(shí)也是巖石流變?cè)囼?yàn)中最常用的兩種觀測(cè)參數(shù)。工程中，巖石的蠕變和應(yīng)力松弛特性直接與巖石的長(zhǎng)期強(qiáng)度和巖體工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定相關(guān)聯(lián)。蠕變和應(yīng)力松弛往往不是單獨(dú)存在，兩種流變機(jī)制共同影響著巖石的力學(xué)特性，兩者之間互成聯(lián)系，蠕變的發(fā)展促進(jìn)了應(yīng)力的松弛，應(yīng)力松弛過(guò)程中應(yīng)力的下降降低了蠕變發(fā)展的應(yīng)力條件，從蠕變的角度對(duì)巖石流變的研宄已取得了比較豐碩的成果，相比而言，應(yīng)力松弛試驗(yàn)要求儀器具有長(zhǎng)時(shí)間保持應(yīng)變恒定的性能，試驗(yàn)技術(shù)難度較大，目前這方面開(kāi)展的研宄還不多，發(fā)表的研宄成果相對(duì)較少，也沒(méi)有專門(mén)用于巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)的試驗(yàn)系統(tǒng)。隨著采礦工程向深部的推進(jìn)，使巖石應(yīng)力已接近或處于巖石(巖體)的破壞強(qiáng)度，圍巖的松弛特性對(duì)外界的擾動(dòng)變得很敏感，圍巖的松弛特性問(wèn)題異常突出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能夠長(zhǎng)時(shí)間保持應(yīng)變恒定、可實(shí)現(xiàn)巖石松弛狀態(tài)下再加載試驗(yàn)、并對(duì)試樣實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:該巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置，包括承載框架和承載框架上的增壓裝置，其特征在于:所述的增壓裝置設(shè)置在承載框架上部，試樣安裝在承載框架上增壓裝置的下方，增壓裝置通過(guò)無(wú)線壓力變送器與上位機(jī)相連接，并將壓力信號(hào)實(shí)時(shí)上傳至上位機(jī)；還設(shè)置有與上位機(jī)相連接的超聲波監(jiān)測(cè)裝置和攝像裝置，對(duì)試樣進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
[0006]優(yōu)選的，所述的承載框架包括頂部承載板、底部承載板以及頂部承載板和底部承載板之間的立柱，所述增壓裝置設(shè)置在頂部承載板中部，所述試樣安裝在底部承載板中部。
[0007]優(yōu)選的，所述的增壓裝置包括液壓千斤頂和手動(dòng)液壓泵，手動(dòng)液壓泵通過(guò)管路與液壓千斤頂相連通。
[0008]優(yōu)選的，所述的超聲波監(jiān)測(cè)裝置包括安裝在所述的試樣上的超聲波監(jiān)測(cè)探頭和非金屬超聲波檢測(cè)儀。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置所具有的有益效果是:
[0010]1、本巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置通過(guò)安裝在承載框架上的增壓裝置對(duì)試樣進(jìn)行加載，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，便于搬運(yùn)、移動(dòng)，并且能夠長(zhǎng)時(shí)間保持應(yīng)變恒定，方便對(duì)試樣進(jìn)行應(yīng)力松弛的研宄，還可實(shí)現(xiàn)巖石松弛狀態(tài)下再加載試驗(yàn)；增壓裝置通過(guò)無(wú)線壓力變送器與上位機(jī)通信，使上位機(jī)和增壓裝置擺脫了距離的限制；此外，本巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置還設(shè)置有超聲波監(jiān)測(cè)裝置和攝像裝置，可實(shí)現(xiàn)巖石應(yīng)力的近程、遠(yuǎn)程和全程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)進(jìn)行分析。
[0011]2、增壓裝置通過(guò)液壓千斤頂對(duì)試樣進(jìn)行加載，能夠加載很大噸位，且液壓千斤頂油缸的行程大，可以施加很大的位移載荷；液壓千斤頂通過(guò)手動(dòng)液壓泵控制，控制簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置的主視示意圖。
[0014]圖3為巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置的連接圖。
[0015]圖中:1、承載框架101、頂部承載板102、底部承載板103、立柱2、液壓千斤頂3、加載板4、試樣5、超聲波監(jiān)測(cè)探頭。
【具體實(shí)施方式】
[0016]圖1~3是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例，下面結(jié)合附圖1~3對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]一種巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置，包括承載框架I和承載框架I上的增壓裝置，增壓裝置設(shè)置在承載框架I上部，試樣4安裝在承載框架I上增壓裝置的下方，增壓裝置通過(guò)無(wú)線壓力變送器與上位機(jī)相連接，并將壓力信號(hào)實(shí)時(shí)上傳至上位機(jī)；還設(shè)置有與上位機(jī)相連接的超聲波監(jiān)測(cè)裝置和攝像裝置，對(duì)試樣4進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)安裝在承載框架I上的增壓裝置對(duì)試樣4進(jìn)行加載，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕便，便于搬運(yùn)、移動(dòng)，并且能夠長(zhǎng)時(shí)間保持應(yīng)變恒定，方便對(duì)試樣4進(jìn)行應(yīng)力松弛的研宄，還可實(shí)現(xiàn)巖石松弛狀態(tài)下再加載試驗(yàn)；此外，本巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置還設(shè)置有超聲波監(jiān)測(cè)裝置和攝像裝置，可實(shí)現(xiàn)巖石應(yīng)力的近程、遠(yuǎn)程測(cè)試和監(jiān)測(cè)，還能對(duì)試驗(yàn)全程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)進(jìn)行分析。
[0018]具體的:如圖1~3所示:該巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置包括承載框架I和承載框架I上的增壓裝置，增壓裝置設(shè)置在承載框架I上部，對(duì)試樣4施加位移載荷。
[0019]承載框架I包括頂部承載板101、底部承載板102以及頂部承載板101和底部承載板102之間的立柱103。頂部承載板101和底部承載板102為大小相同的正方形板。立柱103有四根，分別靠近頂部承載板101和底部承載板102的四個(gè)角設(shè)置，立柱103的兩端分別與頂部承載板101和底部承載板102固定連接。增壓裝置設(shè)置在頂部承載板101中部。
[0020]增壓裝置通過(guò)無(wú)線壓力變送器與上位機(jī)相連接，將壓力信號(hào)上傳至上位機(jī)，對(duì)試樣4的載荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。上位機(jī)為計(jì)算機(jī)。
[0021]該巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置還設(shè)置有與上位機(jī)相連接的超聲波監(jiān)測(cè)裝置和攝像裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)試樣4近程、遠(yuǎn)程、全程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，還能對(duì)試驗(yàn)全程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，得到恒定變形條件下應(yīng)力松弛全程的超聲波波形變化和全程試樣4的變化圖像。
[0022]增壓裝置包括液壓千斤頂2和手動(dòng)液壓泵。液壓千斤頂2通過(guò)外接管路與手動(dòng)液壓泵相連通，通過(guò)手動(dòng)液壓泵提供液壓油給液壓千斤頂2，使液壓千斤頂2能夠給試樣4施加逐級(jí)位移載荷。
[0023]液壓千斤頂2的底座固定在頂部承載板101中部，液壓千斤頂2倒置設(shè)置。
[0024]手動(dòng)液壓泵上安裝無(wú)線壓力變送器，上位機(jī)上安裝有接收器，將手動(dòng)液壓泵的壓力實(shí)時(shí)上傳至上位機(jī)，并通過(guò)上位機(jī)中的軟件進(jìn)行壓力數(shù)據(jù)的顯示、記錄和統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)巖石應(yīng)力隨時(shí)間變化的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
[0025]超聲波監(jiān)測(cè)裝置包括非金屬超聲波檢測(cè)儀和超聲波監(jiān)測(cè)探頭5。超聲波監(jiān)測(cè)探頭5通過(guò)夾子安裝在試樣4的左右兩側(cè)上。非金屬超聲波檢測(cè)儀的信號(hào)輸入端口與超聲波監(jiān)測(cè)探頭5相連接，非金屬超聲波檢測(cè)儀的信號(hào)輸出端口與上位機(jī)相連，非金屬超聲波檢測(cè)儀通過(guò)超聲波監(jiān)測(cè)探頭5對(duì)試樣4進(jìn)行超聲波監(jiān)測(cè)，得到超聲波波形數(shù)據(jù)，并上傳至上位機(jī)。
[0026]攝像裝置包括攝像機(jī)，攝像機(jī)安裝在試樣4的前側(cè)或后側(cè)，記錄試驗(yàn)全程試樣4的變化圖像并圖像上傳至上位機(jī)。
[0027]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本實(shí)用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置，包括承載框架(I)和承載框架(I)上的增壓裝置，其特征在于:所述的增壓裝置設(shè)置在承載框架(I)上部，試樣(4)安裝在承載框架(I)上增壓裝置的下方，增壓裝置通過(guò)無(wú)線壓力變送器與上位機(jī)相連接，并將壓力信號(hào)實(shí)時(shí)上傳至上位機(jī)；還設(shè)置有與上位機(jī)相連接的超聲波監(jiān)測(cè)裝置和攝像裝置，對(duì)試樣(4)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的承載框架(I)包括頂部承載板(101)、底部承載板(102)以及頂部承載板(101)和底部承載板(102)之間的立柱(103)，所述增壓裝置設(shè)置在頂部承載板(101)中部，所述試樣(4)安裝在底部承載板(102)中部。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的增壓裝置包括液壓千斤頂(2)和手動(dòng)液壓泵，手動(dòng)液壓泵通過(guò)管路與液壓千斤頂(2)相連通。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的超聲波監(jiān)測(cè)裝置包括安裝在所述的試樣(4)上的超聲波監(jiān)測(cè)探頭(5)和非金屬超聲波檢測(cè)儀。
【專利摘要】巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置，屬于礦業(yè)和巖土工程的試驗(yàn)檢測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于：所述的增壓裝置設(shè)置在承載框架（1）上部，試樣（4）安裝在承載框架（1）上增壓裝置的下方，增壓裝置通過(guò)無(wú)線壓力變送器與上位機(jī)相連接，并將壓力信號(hào)實(shí)時(shí)上傳至上位機(jī)；還設(shè)置有與上位機(jī)相連接的超聲波監(jiān)測(cè)裝置和攝像裝置，對(duì)試樣（4）進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；超聲波監(jiān)測(cè)裝置包括安裝在所述的試樣（4）上的超聲波監(jiān)測(cè)探頭（5）和非金屬超聲波檢測(cè)儀，超聲波監(jiān)測(cè)探頭（5）與試樣（4）之間設(shè)有耦合劑。本實(shí)用新型的巖石應(yīng)力松弛試驗(yàn)裝置能夠長(zhǎng)時(shí)間保持應(yīng)變恒定、可實(shí)現(xiàn)巖石松弛狀態(tài)下再加載試驗(yàn)。
【IPC分類】G01N3/12
【公開(kāi)號(hào)】CN204705554
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520467714
【發(fā)明人】張曉君, 林芊君
【申請(qǐng)人】山東理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日