一种岩石界面高频摩擦力的振动测量方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种岩石界面高频摩擦力的振动测量方法和设备，所述测量设备包括侧推装置、测力单元和试块剪切装置；试块剪切装置包括第一固定盒、滑轨和第二固定盒；第一固定盒能够在侧推装置驱动下沿滑轨自由无阻尼水平往复循环滑动；下试块置于第一固定盒中；第二固定盒设置在第一固定盒上方；上试块置于第二固定盒中；颗粒介质的上部和下部紧压在上试块和下试块之间；第二固定盒上方设有垂直加载装置；垂直加载装置向下施加法向压力紧压颗粒介质；测力单元包括拉压力传感器，拉压力传感器用于检测颗粒介质的上部和下部接触面的摩擦力。本发明专利技术通过简单的装置固定测力单元，测力单元能够高频地且不失真地接收振动环境下试样的力学信号。

【技术实现步骤摘要】
一种岩石界面高频摩擦力的振动测量方法和设备
本专利技术涉及摩擦力动态测量
，具体涉及一种岩石界面高频摩擦力的振动测量方法和设备。
技术介绍
地震是常见的地质灾害，岩石结构面或软弱结构面的稳定性直接影响着设施的安全，因此岩石在振动中的界面特性研究越来越受到重视。振动使得岩石界面材料出现疲劳和破坏，增加了能量消耗，降低岩石结构的稳定性。随着科技的日益发展，振动测试的手段也越来越多样，在机械运行状态监测、故障诊断、振动与噪音控制领域日益发挥着重要作用。但是振动测量的物理量大多是位移和加速度，很少有人关系振动力的测量，因此，现有的振动设备也没有配备高频振动力的测量装置。尤其是针对振动摩擦力的测量手段目前十分稀少，然而对于摩擦力的研究对于地震、工程结构稳定性等方面都有着极大的意义。目前准静态的摩擦研究相对比较完善，而结构的振动摩擦研究却很有限，因此针对岩石界面高频摩擦力的振动测量方法和设备显得十分重要。由于振动测量属于动态测量范围，测力传感器的测量精度直接影响最终振动测试结果，而且传统测试所需的测试仪器繁多复杂，导致测试需要大量的人力物力。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种岩石界面高频摩擦力的振动测量设备，其特征在于，所述测量设备包括侧推装置、测力单元和试块剪切装置，所述侧推装置通过所述测力单元与所述试块剪切装置相连；/n所述试块剪切装置包括第一固定盒(10)、滑轨(14)和第二固定盒(18)；所述滑轨(14)长度方向与所述侧推装置的推动方向平行；所述第一固定盒(10)设置在所述滑轨(14)上，所述第一固定盒(10)能够在所述侧推装置驱动下沿所述滑轨(14)自由无阻尼水平往复循环滑动；所述下试块(13)置于所述第一固定盒(10)中；所述第二固定盒(18)设置在所述第一固定盒(10)上方；所述上试块(17)置于所述第二固定盒(18)中；所述颗粒介质(16)...

【技术特征摘要】
1.一种岩石界面高频摩擦力的振动测量设备，其特征在于，所述测量设备包括侧推装置、测力单元和试块剪切装置，所述侧推装置通过所述测力单元与所述试块剪切装置相连；
所述试块剪切装置包括第一固定盒(10)、滑轨(14)和第二固定盒(18)；所述滑轨(14)长度方向与所述侧推装置的推动方向平行；所述第一固定盒(10)设置在所述滑轨(14)上，所述第一固定盒(10)能够在所述侧推装置驱动下沿所述滑轨(14)自由无阻尼水平往复循环滑动；所述下试块(13)置于所述第一固定盒(10)中；所述第二固定盒(18)设置在所述第一固定盒(10)上方；所述上试块(17)置于所述第二固定盒(18)中；所述颗粒介质(16)的上部和下部紧压在所述上试块(17)和所述下试块(13)之间；所述第二固定盒(18)上方设有垂直加载装置；所述垂直加载装置向下施加法向压力紧压所述颗粒介质(16)；
所述测力单元包括拉压力传感器(7)，所述拉压力传感器(7)用于检测所述颗粒介质(16)的上部和下部接触面的摩擦力。


2.根据权利要求1所述的岩石界面高频摩擦力的振动测量设备，其特征在于，所述测量设备包括多个所述测力单元，所述拉压力传感器7包括NI板卡(71)和NI主机(72)，多个所述测力单元分别连接所述NI板卡(71)，所述NI板卡(71)采集数据后将数据信息传送至所述NI主机(72)，所述NI主机(72)用于计算所述颗粒介质(16)上部和下部接触面的摩擦力和摩擦系数。


3.根据权利要求1所述的岩石界面高频摩擦力的振动测量设备，其特征在于，所述测力单元还包括第一螺杆(8)和第二螺杆(9)，所述拉压力传感器(7)一端通过所述通过第一螺杆(8)与所述侧推装置相连，另一端通过所述第二螺杆(9)与所述第一固定盒(10)相连。


4.根据权利要求1所述的岩石界面高频摩擦力的振动测量设备，其特征在于，所述试块剪切装置还包括滑块(12)、固定底座(15)，所述固定底座(15)固定在地面上，两根所述滑轨(14)平行安装在所述固定底座(15)上，所述滑块(12)置于所述滑轨(14)上，能够沿所述滑轨(14)自由无阻尼滑动，所述第一固定盒(10)固定于所述滑块(12)上。


5.根据权利要求1所述的岩石界面高频摩擦力的振动测量设备，其特征在于，所述侧推装置包括振动台(1)、底板(2)、管夹(3)、刚性圆管(5)和连接装置(6)；所述底板(2)安装在所述振动台(1)上，所述振动台(1)能够带动所述底板(2)水平振动；两个所述管夹(3)固定在所述底板(2)上，所述管夹(3)包括夹头部，所述夹头部用于夹装所述刚性圆管(5)一端，所述刚性圆管(5)另一端通过所述连接装置(6)与所述测力单元相连。


6.一种岩石界面高频摩擦力的振动测量方法，其特征在于，所述岩石试样包括上试块(17)、下试块(13)和颗粒介质(16)，所述颗粒介质(16)夹装在所述上试块(17)与所述下试块(13)之间，所述颗粒介质(16)由上、下两部组成；所述颗粒介质(16)上、下两部接触面的高频摩擦力的振动测量方法是：
垂直加载装置向所述上试块(17)施加法向压力F0，侧推装置以高频振动形式通过测力单元带动试块剪切装置水平往复循环运动，所述试块剪切装置带动所述下试块(13)和所述颗粒介质(16)的下部相对所述上试块(17)和所述颗粒介质(16)的上部水平往复循环运动；所述测力单元采集摩擦力，并计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘耀儒，张凯，王兴旺，郑双凌，侯少康，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11