一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器，包括控制柜、蠕變試驗(yàn)臺和中央計算機(jī)，蠕變試驗(yàn)臺包括豎直支座、Z向加壓裝置、X向加壓裝置和Y向加壓裝置，Z向加壓裝置固定在豎直支座上豎直伸縮，X向加壓裝置和Y向加壓裝置相互垂直地連接在水平面上，并且Z向加壓裝置、X向加壓裝置和Y向加壓裝置相互垂直；Z向加壓裝置、X向加壓裝置和Y向加壓裝置分別設(shè)有主紅外位移傳感器和角度傳感器；X、Y、Z向加壓裝置包括依次連接的加壓動力源、伸縮軸和頂塊，被測試的巖石置于Z向頂塊上，并且X向頂塊和Y向頂塊與Z向頂塊同時壓緊被測試的巖石。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)測試儀器，滿足了對巖石蠕變實(shí)驗(yàn)的研究，提高了巖石蠕變實(shí)驗(yàn)測試的精度。
【專利說明】
一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]巖石的破壞形式包括，拉破壞和剪破壞。巖石本身抗壓不抗拉，拉破壞往往控制著巖體工程整體的穩(wěn)定性。已有巖石拉張破壞及蠕變破壞實(shí)驗(yàn)主要由壓力機(jī)來實(shí)現(xiàn)，在工業(yè)上，已有三軸巖石蠕變試驗(yàn)儀對巖石的蠕變進(jìn)行試驗(yàn)，從而滿足工業(yè)應(yīng)用上的巖石蠕變試驗(yàn)，然而并沒有專門針對拉張蠕變破壞的實(shí)驗(yàn)儀器。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計專門的用于巖石拉張蠕變變形測定的實(shí)驗(yàn)儀器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了現(xiàn)有技術(shù)沒有專門針對拉張蠕變變形測定的實(shí)驗(yàn)儀器，主要為壓剪蠕變的測定儀器。本發(fā)明主要設(shè)計一種測試精度較高的巖石蠕變實(shí)驗(yàn)儀，滿足科研院所、學(xué)校、企業(yè)等對巖石蠕變實(shí)驗(yàn)的研究，提高了巖石蠕變實(shí)驗(yàn)測試的精度。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器，包括控制柜、蠕變試驗(yàn)臺和中央計算機(jī)，蠕變試驗(yàn)臺包括豎直支座、Z向加壓裝置、X向加壓裝置和Y向加壓裝置，Z向加壓裝置固定在豎直支座上豎直伸縮，X向加壓裝置和Y向加壓裝置相互垂直地連接在水平面上，并且Z向加壓裝置、X向加壓裝置和Y向加壓裝置相互垂直;Z向加壓裝置、X向加壓裝置和Y向加壓裝置分別設(shè)有主紅外位移傳感器和角度傳感器，紅外位移傳感器和角度傳感器均連接在中央計算機(jī)上;Z向加壓裝置包括依次連接的Z向加壓動力源、Z向伸縮軸和Z向頂塊，X向加壓裝置包括依次連接的X向加壓動力源、X向伸縮軸和X向頂塊，Y向加壓裝置包括依次連接的Y向加壓動力源、Y向伸縮軸和Y向頂塊，被測試的巖石置于Z向頂塊上，并且X向頂塊和Y向頂塊與Z向頂塊同時壓緊被測試的巖石。本發(fā)明的巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器，將被測試的巖石置于豎直支座上方的Z向加壓裝置上方，與此同時，在被測試的巖石的水平方向上，還設(shè)有相互垂直并且垂直于Z向的X向加壓裝置和Y向加壓裝置同時模擬對巖石進(jìn)行加壓，實(shí)現(xiàn)對巖石蠕變受力的模仿，并且每一加壓裝置上均設(shè)有對該方向的位移和角度測量的主紅外位移傳感器和角度傳感器，從而實(shí)現(xiàn)了對巖石蠕變實(shí)驗(yàn)測定量測量，便于其分析。
[0005]進(jìn)一步地，Z向加壓裝置的Z向頂塊固定地套在Z向伸縮軸的端部，Z向加壓動力源驅(qū)動Z向伸縮軸伸縮，從而實(shí)現(xiàn)對被測試的巖石加壓；X向加壓裝置的X向頂塊固定地套在X向伸縮軸的端部，X向加壓動力源驅(qū)動X向伸縮軸伸縮，從而實(shí)現(xiàn)對被測試的巖石加壓；Y向加壓裝置的Y向頂塊固定地套在Y向伸縮軸的端部，Y向加壓動力源驅(qū)動Y向伸縮軸伸縮，從而實(shí)現(xiàn)對被測試的巖石加壓。
[0006]進(jìn)一步地，Z向加壓裝置、X向加壓裝置和Y向加壓裝置均分別包括兩個相對對稱的加壓裝置單元，對稱的兩個加壓裝置單元上分別設(shè)有獨(dú)立的長度測量裝置，每一個長度測量裝置獲取其對應(yīng)得位移。
[0007]進(jìn)一步地，Z向加壓裝置的Z向頂塊的頂部設(shè)有向下凹槽，被測試的巖石插入凹槽。
[0008]進(jìn)一步地，每一個長度測量裝置固定在其對應(yīng)的頂塊朝向加壓動力源的方向上，所長度測量裝置為紅外位移傳感器。
[0009]進(jìn)一步地，每一個長度測量裝置固定在其對應(yīng)的伸縮軸上，長度測量裝置為千分尺計量結(jié)構(gòu)，即伸縮軸位于朝向加壓動力源一側(cè)上設(shè)有千分計量刻度。
[0010]進(jìn)一步地，對稱的兩個加壓裝置單元分別設(shè)有獨(dú)立的加壓動力源，其獲取的位移或者位移變量獨(dú)立地傳輸給中央計算機(jī)，即中央計算機(jī)在計算被測試的巖石的位移量時，同時獲取六個位移。
[0011]進(jìn)一步地，Z向加壓動力源、X向加壓動力源和Y向加壓動力源分別連接控制柜，控制柜上設(shè)有對應(yīng)每一個加壓動力源的控制按鈕，每一個控制按鈕控制器對應(yīng)的加壓動力源的加載力大小；設(shè)定Z向豎直向上為正，豎直向下為負(fù)，Y向向前為負(fù)向，向后為正向，X向向右為正向，向左為負(fù)向，則控制按鈕至少包括X向、Y向和Z向的正向和負(fù)向控制按鈕。
[0012]進(jìn)一步地，Z向加壓動力源、X向加壓動力源和Y向加壓動力源為伺服電機(jī)或者伺服液壓缸或者伺服氣缸。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器，將被測試的巖石置于豎直支座上方的Z向加壓裝置上方，與此同時，在被測試的巖石的水平方向上，還設(shè)有相互垂直并且垂直于Z向的X向加壓裝置和Y向加壓裝置同時模擬對巖石進(jìn)行加壓，實(shí)現(xiàn)對巖石蠕變受力的模仿，并且每一加壓裝置上均設(shè)有對該方向的位移和角度測量的主紅外位移傳感器和角度傳感器，從而實(shí)現(xiàn)了對巖石蠕變實(shí)驗(yàn)測定量測量，便于其分析。進(jìn)而滿足了巖石拉張蠕變在實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，具有較大的研究價值和經(jīng)濟(jì)價值。
【附圖說明】
[0014]圖1為一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器的一個實(shí)施例的俯視圖結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的實(shí)施例的主視圖；
其中:
1-控制柜，2-蠕變試驗(yàn)臺，3-中央計算機(jī)，4-豎直支座，5- Z向加壓裝置，51-Z向加壓動力源，52- Z向伸縮軸，53-Z向頂塊，531-凹槽，6- X向加壓裝置，61-X向加壓動力源，62- X向伸縮軸，63-X向頂塊;7-Y向加壓裝置，71-Y向加壓動力源，72- Y向伸縮軸，73-Y向頂塊；8-主紅外位移傳感器，9-角度傳感器，10-控制按鈕，11-被測試的巖石，12-長度測量裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了加深對本發(fā)明的理解，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不對本發(fā)明的保護(hù)范圍構(gòu)成限定。
[0016]如圖1所示，一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器，包括控制柜1、蠕變試驗(yàn)臺2和中央計算機(jī)3，蠕變試驗(yàn)臺2包括豎直支座4、Z向加壓裝置5、X向加壓裝置6和Y向加壓裝置7，Z向加壓裝置5固定在豎直支座4上豎直伸縮，X向加壓裝置6和Y向加壓裝置7相互垂直地連接在水平面上，并且Z向加壓裝置5、X向加壓裝置6和Y向加壓裝置7相互垂直;Z向加壓裝置5、X向加壓裝置6和Y向加壓裝置7分別設(shè)有主紅外位移傳感器8和角度傳感器9，紅外位移傳感器8和角度傳感器9均連接在中央計算機(jī)3上;Z向加壓裝置5包括依次連接的Z向加壓動力源51、Z向伸縮軸52和Z向頂塊53，X向加壓裝置6包括依次連接的X向加壓動力源61、X向伸縮軸62和X向頂塊63，Y向加壓裝置7包括依次連接的Y向加壓動力源71、Y向伸縮軸72和Y向頂塊73，被測試的巖石11置于Z向頂塊53上，并且X向頂塊63和Y向頂塊73與Z向頂塊53同時壓緊被測試的巖石11。
[0017]在上述實(shí)施例中，Z向加壓裝置5的Z向頂塊53固定地套在Z向伸縮軸52的端部，Z向加壓動力源51驅(qū)動Z向伸縮軸52伸縮，從而實(shí)現(xiàn)對被測試的巖石11加壓；X向加壓裝置6的X向頂塊63固定地套在X向伸縮軸62的端部，X向加壓動力源61驅(qū)動X向伸縮軸62伸縮，從而實(shí)現(xiàn)對被測試的巖石11加壓；Y向加壓裝置7的Y向頂塊73固定地套在Y向伸縮軸72的端部，Y向加壓動力源71驅(qū)動Y向伸縮軸72伸縮，從而實(shí)現(xiàn)對被測試的巖石11加壓。上述結(jié)構(gòu)的設(shè)置使得被測試的巖石的Χ、Υ、Χ三個方向同時對進(jìn)行了加壓，并且獲取的長度位移和角度位移通過紅外位移傳感器和角度位移傳感器直接傳送至中央計算機(jī)進(jìn)行計算，精度較尚O
[0018]在上述實(shí)施例中，如圖1和圖2所示，Z向加壓裝置5、Χ向加壓裝置6和Y向加壓裝置7均分別包括兩個相對對稱的加壓裝置單元，對稱的兩個加壓裝置單元上分別設(shè)有獨(dú)立的長度測量裝置12，每一個長度測量裝置12獲取其對應(yīng)得位移，使得加壓裝置從三個方向變?yōu)榱鶄€方向，也就是同一個方向的位移可以同時獲取兩個位移數(shù)據(jù)，獲取得到該位移數(shù)據(jù)之后，中央計算機(jī)按照長度測量誤差計算方法，對其進(jìn)行計算或者直接加權(quán)平均，得到更為精確的蠕變位移數(shù)據(jù)，對巖石的蠕變具有更為深入的研究。
[0019]在圖2中還可以看出，Z向加壓裝置5的Z向頂塊53的頂部設(shè)有向下凹槽531，被測試的巖石11插入凹槽531，直接借助巖石的重力作用將其固定，簡單方便。
[0020]在上述實(shí)施例中，每一個長度測量裝置12固定在其對應(yīng)的頂塊朝向加壓動力源的方向上，所長度測量裝置12為紅外位移傳感器，具有較高的自動化程度，并且節(jié)約計算時間，提尚實(shí)驗(yàn)效率。
[0021]在上述實(shí)施例中，也可以直接將每一個長度測量裝置12固定在其對應(yīng)的伸縮軸上，長度測量裝置12為千分尺計量結(jié)構(gòu)，即伸縮軸位于朝向加壓動力源一側(cè)上設(shè)有千分計量刻度，每一次蠕變時，人工讀取千分計量刻度變化表，使得實(shí)驗(yàn)儀器更為直觀方便。
[0022]在上述實(shí)施例中，對稱的兩個加壓裝置單元分別設(shè)有獨(dú)立的加壓動力源，其獲取的位移或者位移變量獨(dú)立地傳輸給中央計算機(jī)3，即中央計算機(jī)3在計算被測試的巖石11的位移量時，同時獲取六個位移，精度更高。
[0023]在上述實(shí)施例中，Z向加壓動力源51、Χ向加壓動力源61和Y向加壓動力源71分別連接控制柜I，控制柜I上設(shè)有對應(yīng)每一個加壓動力源的控制按鈕1，每一個控制按鈕1控制器對應(yīng)的加壓動力源的加載力大小;設(shè)定Z向豎直向上為正，S卩Ζ+，豎直向下為負(fù)，S卩z-，Y向向前為負(fù)向，即Y-，向后為正向，即Υ+，Χ向向右為正向，即X+，向左為負(fù)向，即X-，則控制按鈕10至少包括X向、Y向和Z向的正向和負(fù)向控制按鈕。Z向加壓動力源51、Χ向加壓動力源61和Y向加壓動力源71為伺服電機(jī)或者伺服液壓缸或者伺服氣缸。
[0024]本發(fā)明的巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器，滿足了科研院所、學(xué)校、企業(yè)等對巖石蠕變實(shí)驗(yàn)的研究，提高了巖石蠕變實(shí)驗(yàn)測試的精度。 本發(fā)明的實(shí)施例公布的是較佳的實(shí)施例，但并不局限于此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，極易根據(jù)上述實(shí)施例，領(lǐng)會本發(fā)明的精神，并做出不同的引申和變化，但只要不脫離本發(fā)明的精神，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器，包括控制柜(I)、蠕變試驗(yàn)臺(2)和中央計算機(jī)(3)，其特征在于:所述蠕變試驗(yàn)臺(2)包括豎直支座(4)、Z向加壓裝置(5)、X向加壓裝置(6)和Y向加壓裝置(7)，所述Z向加壓裝置(5)固定在豎直支座(4)上豎直伸縮，所述X向加壓裝置(6)和Y向加壓裝置(7)相互垂直地連接在水平面上，并且Z向加壓裝置(5)、X向加壓裝置(6)和Y向加壓裝置(7)相互垂直； 所述Z向加壓裝置(5)、X向加壓裝置(6)和Y向加壓裝置(7)分別設(shè)有主紅外位移傳感器(8)和角度傳感器(9)，所述紅外位移傳感器(8)和角度傳感器(9)均連接在中央計算機(jī)(3)上; 所述Z向加壓裝置(5)包括依次連接的Z向加壓動力源(51)、Z向伸縮軸(52)和Z向頂塊(53)，所述X向加壓裝置(6)包括依次連接的X向加壓動力源(61)、X向伸縮軸(62)和X向頂塊(63)，所述Y向加壓裝置(7)包括依次連接的Y向加壓動力源(71)、Y向伸縮軸(72)和Y向頂塊(73)，被測試的巖石(11)置于Z向頂塊(53)上，并且X向頂塊(63)和Y向頂塊(73)與Z向頂塊(53)同時壓緊被測試的巖石(11)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器，其特征在于:Z向加壓裝置(5)的Z向頂塊(53)固定地套在Z向伸縮軸(52)的端部，Z向加壓動力源(51)驅(qū)動Z向伸縮軸(52)伸縮，從而實(shí)現(xiàn)對被測試的巖石(11)加壓； X向加壓裝置(6)的X向頂塊(63)固定地套在X向伸縮軸(62)的端部，X向加壓動力源(61)驅(qū)動X向伸縮軸(62)伸縮，從而實(shí)現(xiàn)對被測試的巖石(11)加壓； Y向加壓裝置(7)的Y向頂塊(73)固定地套在Y向伸縮軸(72)的端部，Y向加壓動力源(71)驅(qū)動Y向伸縮軸(72)伸縮，從而實(shí)現(xiàn)對被測試的巖石(11)加壓。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器，其特征在于:所述Z向加壓裝置(5)、Χ向加壓裝置(6)和Y向加壓裝置(7)均分別包括兩個相對對稱的加壓裝置單元，對稱的兩個加壓裝置單元上分別設(shè)有獨(dú)立的長度測量裝置(12)，每一個所述長度測量裝置(12)獲取其對應(yīng)得位移。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器，其特征在于:所述Z向加壓裝置(5)的Z向頂塊(53)的頂部設(shè)有向下凹槽(531)，被測試的巖石(11)插入凹槽(531)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器，其特征在于:每一個所述長度測量裝置(12)固定在其對應(yīng)的頂塊朝向加壓動力源的方向上，所長度測量裝置(12)為紅外位移傳感器。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器，其特征在于:每一個所述長度測量裝置(12)固定在其對應(yīng)的伸縮軸上，所述長度測量裝置(12)為千分尺計量結(jié)構(gòu)，SP所述伸縮軸位于朝向加壓動力源一側(cè)上設(shè)有千分計量刻度。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器，其特征在于:對稱的兩個加壓裝置單元分別設(shè)有獨(dú)立的加壓動力源，其獲取的位移或者位移變量獨(dú)立地傳輸給中央計算機(jī)(3)，即中央計算機(jī)(3)在計算被測試的巖石(11)的位移量時，同時獲取六個位移。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器，其特征在于:Z向加壓動力源(51)、Χ向加壓動力源(61)和Y向加壓動力源(71)分別連接控制柜(I)，所述控制柜(I)上設(shè)有對應(yīng)每一個加壓動力源的控制按鈕(10)，每一個控制按鈕(10)控制器對應(yīng)的加壓動力源的加載力大??； 設(shè)定Z向豎直向上為正，豎直向下為負(fù)，Y向向前為負(fù)向，向后為正向，X向向右為正向，向左為負(fù)向，則控制按鈕(1 )至少包括X向、Y向和Z向的正向和負(fù)向控制按鈕。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種巖石拉張蠕變實(shí)驗(yàn)測試儀器，其特征在于: Z向加壓動力源(51)、X向加壓動力源(61)和Y向加壓動力源(71)為伺服電機(jī)或者伺服液壓缸或者伺服氣缸。
【文檔編號】G01N3/08GK105987848SQ201610485397
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】趙娜, 王來貴, 習(xí)彥會, 潘紀(jì)偉, 趙國超
【申請人】遼寧工程技術(shù)大學(xué)