详情

原文传递一种测试不规则岩体试样变形参数的装置及测试方法

专利名称：	一种测试不规则岩体试样变形参数的装置及测试方法
摘要：	本发明公开了一种测试不规则岩体试样变形参数的装置，属于岩体工程勘察技术领域。包括具有中心通孔的岩体试样、岩体试样轴向的加压装置、传力装置、围岩和量测装置；加压装置、传力装置依次设置于岩体试样上方，传力装置的顶部通过连接件与顶部围岩固定连接；量测装置包括用于量测岩体试样上表面变形量的千分表、岩体试样侧向变形监测设备以及位于岩体试样中心通孔内的多点位移计，本发明可以采用不规则的岩体试样进行测试，既便于岩体试样的加工还可以保证岩体试样变形参数测试的准确性，为现场测试岩体试样力学参数提供了便利。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	山东;37
申请人：	山东高速济莱城际公路有限公司
发明人：	侯福金;陈涛;张伯阳;刘永强;张彦飞;阎伟龙;韩现民;刘鹏;顾瑞海;周昆;刘红;李涛;李文江;李新志
专利状态：	有效
申请日期：	2018-02-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201810129125.2
公开号：	CN110132714A
分类号：	G01N3/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	250012 山东省济南市历下区荆山路788号临街
主权项：	1.一种测试不规则岩体试样变形参数的装置，其特征在于：包括具有中心通孔的岩体试样（1）、岩体试样轴向的加压装置、传力装置和量测装置；所述加压装置、传力装置依次设置于岩体试样上方，传力装置的顶部通过反力后背钢板（10）与围岩固定连接；所述量测装置包括用于量测岩体试样上表面变形量的千分表（3）、岩体试样侧向变形监测装置（5）以及位于岩体试样中心通孔内的多点位移计（4）。 2.根据权利要求1所述的一种测试不规则岩体试样变形参数的装置，其特征在于：所述加压装置包括液压千斤顶（6）、高压油管、液压稳压器和高压油泵，所述液压千斤顶通过高压油管与液压稳压器、高压油泵顺次连接，所述高压油管上还连接一压力表，加压装置与岩体试样上表面之间设置一承压板（7）。 3.根据权利要求2所述的一种测试不规则岩体试样变形参数的装置，其特征在于：所述承压板（7）为正方形截面的钢板，钢板平面尺寸与岩体试样表面尺寸相差不宜太大，承压板的四角位置分别设置一个千分表（3）。 4.根据权利要求1所述的一种测试不规则岩体试样变形参数的装置，其特征在于：所述传力装置包括传力柱（8）、用于支撑传力柱的钢板（9），传力柱（8）与反力后背钢板（10）之间通过焊接固定连接，所述反力后背钢板（10）通过锚栓锚固到围岩顶部。 5.根据权利要求4所述的一种测试不规则岩体试样变形参数的装置，其特征在于：所述传力柱（8）为3根垂直于钢板的钢管并呈三角形分布，所述钢管之间通过钢筋焊接为一体。 6.根据权利要求1所述的一种测试不规则岩体试样变形参数的装置，其特征在于：还包括用于固定千分表的固定支架（11）。 7.根据权利要求1所述的一种测试不规则岩体试样变形参数的装置，其特征在于：所述岩体试样侧向变形监测设备为三条设置在岩体试样侧表面环槽内环绕岩体试样的环向测线（5），相邻两条环向测线之间间距为0.3m，所述环向测线为带重锤的可自由变形的尼龙质鱼线。 8.根据权利要求1所述的一种测试不规则岩体试样变形参数的装置，其特征在于：所述多点位移计（4）具有三个测点，用于测得试验过程中测点位置对应各分层的轴向变形，所述岩体试样上表面还设置有用于引出多点位移计测线的导线槽。 9.一种测试不规则岩体试样变形参数的测试方法，其特征在于：包括以下几个步骤：步骤1、前期准备 1-1、准备试验场地：在试验现场开挖直墙拱形或者平顶形式的试验洞； 1-2、准备岩体试样：采用预裂爆破方法使试验岩体试样与母岩剥离，制备形状呈上小下大的岩体试样，岩体试样横截面加工成近似正方形，并采用水泥浆对岩体试样进行补齐和找平修正；同时沿岩体试样的中心位置轴向设置中心通孔；步骤2、装置的安装及调试在试验岩体试样的上表面上依次安装加压装置、传力装置，将传力装置的顶端固定连接到试验洞的顶部围岩上；将千分表安装到固定支架上，使千分表的测量杆与承压板上表面相接触，并对千分表进行校准；在岩体试样四个侧面沿轴向自上而下凿刻三道环向闭合的线槽，并在线槽内布设环向测线，相邻两条环向测线间距为0.2-0.35m；在岩体试样的中心通孔内设置具有三个测点的多点位移计；步骤3、试验过程 3-1、确定最大试验压力，最大试验压力为设计压力的1.2倍； 3-2、岩体试样预压阶段，对岩体试样施加一定的压力对岩体试样进行前期预压，使岩体试样内微裂隙闭合； 3-3、分级加载试验压力，将确定的最大压力分为6级，首先施加第一级压力后记录量测装置的数值，每隔10min记录一次量测装置的数值，直至变形稳定后卸压，然后施加第二级压力，如此重复加卸载操作，直至完成最后一级压力的卸载，并记录各级压力下的量测装置的数值；步骤4、试验数据的处理 4-1、确定岩体试样上三条环向测线位置处分别对应的岩体横截面积，记为各分层面积，并计算各分层上压应力； 4-2、绘制各级压力与岩体试样上表面轴向变形、各分层压应力与其轴向变形曲线以及各分层轴向变形与侧向变形曲线；各分层轴向变形通过多点位移计测得； 4-3、计算岩体试样弹性模量，根据压力与岩体试样上表面轴向变形曲线以及各分层压应力与其轴向变形曲线求得4个弹性模量，取其均值得岩体试样平均弹性模量； 4-4、计算岩体试样轴向应变，用岩体试样表面四个千分表测得表面竖向变形量的均值与岩体试样轴向长度之比可算出岩体试样的轴向应变值； 4-5、计算分层侧向应变，岩体试样侧向应变计算时可把岩体试样横截面近似看作正方形，根据各层测线环向变形增量的四分之一与截面边长之比算出各分层位置侧向应变值，岩体试样侧向应变值取三个分层侧向应变值的均值； 4-6、计算岩体试样泊松比，根据前面计算出的岩体试样侧向应变值与轴向应变值之比可算出岩体试样的泊松比。 10.根据权利要求9所述一种测试不规则岩体试样变形参数的测试方法，其特征在于：步骤4中各分层面积采用投影条分法进行确定。
所属类别：	发明专利