一种富水软岩取样与力学性质原位测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种富水软岩取样与力学性质原位测试装置及测试方法，涉及岩土工程技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种富水软岩取样与力学性质原位测试装置及测试方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程
，尤其是一种富水软岩取样与力学性质原位测试装置及测试方法
。

技术介绍

[0002]富水软岩矿井由于受采动影响会表现出非线性大变形
、
变形持续时间长等显著蠕变特征
。
富水软岩本身含水率较高且强度较低，在取样
、
制样过程中易受外界环境的影响造成损伤
。
通过传统的岩石取样方法对富水软岩进行取样，软岩样本容易发生断裂，致使样本不完整，成型度较低
。
[0003]现有技术中，富水软岩的力学特性试验通常在室内试验室进行，无法实现现场的原位测试
。
另外，岩样缺少相应的密封保存装置，在运输过程中经常出现断裂
、
破碎等问题
。
且富水软岩在现场实际所表现出来的响应特征和室内试验相比具有很大的区别
。
因此有必要开展富水软岩取样及原位力学性质测试，来掌握深部富水软岩围岩的变形规律和破坏机制
。

技术实现思路

[0004]为了保证富水软岩的取样成型度，保证测试结果符合工程实际，实现富水软岩的原位测试，方便富水软岩的变形规律和破坏机理研究，本专利技术提供了一种富水软岩取样与力学性质原位测试装置及测试方法，具体技术方案如下
。
[0005]一种富水软岩取样与力学性质原位测试装置，包括固定装置
、
取样系统
、
测试系统和传动系统，该装置壳体的底部设置有防护板，防护板上安装有伸缩装置，伸缩装置和支撑座相连接；所述取样系统的伸缩机构通过转动轴与取样筒相连接，伸缩机构的上端连接滑动轨道；所述测试系统的伸缩组件连接顶座与压头，压头内配置有压力传感器和位移传感器，监测轴向压力和轴向应变；所述传动系统的传送轨道固定在防护板上，传送轨道上设置有传送板
。
[0006]优选的是，防护板的侧面固定连接有多个伸缩装置，所述支撑座固定在地面上；所述防护板上还设置有贯穿孔
。
[0007]优选的是，取样系统的底座固定在防护板的外侧，底座下方内嵌切割刀片；所述取样筒呈圆柱状，且具有双层结构
。
[0008]优选的是，滑动轨道的外侧设置有驱动电机，驱动电机连接伸缩机构，伸缩机构带动取样筒穿过壳体底部的防护板
。
[0009]还优选的是，传送轨道分别固定在壳体内的防护板上，传送板通过滑块和传送轨道相连接，传送板上设置有压力传感器
。
[0010]还优选的是，取样筒的双层结构之间设置有进气阀，高压气体管路连接所述进气阀，所述高压气体管路沿伸缩机构布置
。
[0011]还优选的是，传动系统将试件送至压头下方，控制装置启动单轴压缩试验机，导出
压头
、
压力传感器
、
位移传感器的监测数据
。
[0012]一种富水软岩取样与力学性质原位测试方法，利用上述的一种富水软岩取样与力学性质原位测试装置，过程包括：
[0013]装置固定在取样点后，取样面与装置平行，取样筒层间充满高压气体，通过伸缩机构控制取样筒伸至取样点，转动轴上下旋转取样；取样后伸缩机构控制取样筒收回，经过底座时，切割刀片切割试样端面；传动系统通过传送轨道将试样传送至压头下方，进行单轴压缩试验并记录监测数据
。
[0014]进一步优选的是，传动系统将试样传送的过程中，释放取样筒层间的高压气体
。
[0015]进一步优选的是，监测数据分析得到岩石的单轴抗压强度
、
弹性模量和泊松比
。
[0016]本专利技术提供的一种富水软岩取样与力学性质原位测试装置及测试方法有益效果是，该装置通过取样系统
、
测试系统和传动系统相互配合，实现了富水软岩现场取样，并且可以进行原位力学性质测试，减少了软岩的输送过程；利用该装置进行原位测试，实现了原位测试的自动化，测试效率更好，其测试结果也更加符合工程实际
。
附图说明
[0017]图1是富水软岩取样与力学性质原位测试装置的结构示意图；
[0018]图2是富水软岩取样与力学性质原位测试装置内部结构示意图；
[0019]图3是富水软岩取样与力学性质原位测试装置的立体结构图；
[0020]图4是富水软岩取样与力学性质原位测试方法流程图；
[0021]图中：1‑
取样系统，2‑
传动系统，3‑
壳体，4‑
防护板，5‑
伸缩装置，6‑
支撑座，7‑
底座，8‑
取样筒，9‑
伸缩机构，
10
‑
滑动轨道，
11
‑
驱动电机，
12
‑
顶座，
13
‑
高压气体管路，
14
‑
进气阀，
15
‑
通孔，
16
‑
伸缩装置，
17
‑
压头，
18
‑
驱动电机，
19
‑
压力传感器，
20
‑
位移传感器，
21
‑
传送轨道，
22
‑
控制装置，
23
‑
传送板，
24
‑
压力传感器，
25
‑
控制装置，
26
‑
转动轴，
27
‑
控制器
。
具体实施方式
[0022]结合图1至图4所示，对本专利技术提供的一种富水软岩取样与力学性质原位测试装置及测试方法的具体实施方式进行说明
。
[0023]一种富水软岩取样与力学性质原位测试装置，包括固定装置
、
取样系统
、
测试系统和传动系统，固定装置方便该装置固定并进行原位测试，取样系统可以实现富水软岩的现场自动取样，传动系统将试样移送至测试系统，测试系统可以对取样试件进行现场测试，确定其力学性质
。
其中，该装置壳体3的底部设置有防护板4，防护板4上安装有伸缩装置5，用于调整设备与取样面之间的关系，伸缩装置5和支撑座6相连接，支撑座6可以固定安装在取样面上
。
取样系统1的伸缩机构通过转动轴与取样筒8相连接，伸缩机构9的上端连接滑动轨道
10。
测试系统的伸缩组件连接顶座
12
与压头
17
，压头
17
内配置有压力传感器
19
和位移传感器
20
，监测轴向压力和轴向应变
。
传动系统2的传送轨道固定在防护板4上，传送轨道上设置有传送板
23<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种富水软岩取样与力学性质原位测试装置，其特征在于，包括固定装置
、
取样系统
、
测试系统和传动系统，该装置壳体的底部设置有防护板，防护板上安装有伸缩装置，伸缩装置和支撑座相连接；所述取样系统的伸缩机构通过转动轴与取样筒相连接，伸缩机构的上端连接滑动轨道；所述测试系统的伸缩组件连接顶座与压头，压头配置有压力传感器和位移传感器，监测轴向压力和轴向应变；所述传动系统的传送轨道固定在防护板上，传送轨道上设置有传送板
。2.
根据权利要求1所述的一种富水软岩取样与力学性质原位测试装置，其特征在于，所述防护板的侧面固定连接有多个伸缩装置，所述支撑座固定在地面上；所述防护板上还设置有贯穿孔
。3.
根据权利要求1所述的一种富水软岩取样与力学性质原位测试装置，其特征在于，所述取样系统的底座固定在防护板的外侧，底座下方内嵌切割刀片；所述取样筒呈圆柱状，且具有双层结构
。4.
根据权利要求1所述的一种富水软岩取样与力学性质原位测试装置，其特征在于，所述滑动轨道的外侧设置有驱动电机，驱动电机连接伸缩机构，伸缩机构带动取样筒穿过壳体底部的防护板
。5.
根据权利要求1所述的一种富水软岩取样与力学性质原位测试装置，其特征在于，所述传送轨道分别固定在壳体内的防护板上，传送板通过滑块和传送轨道相连接，传送板上设置有压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冬，蒋宇静，梁彬，栾恒杰，刘建康，张广超，陈录根，刘东辉，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：