【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及岩土工程，尤其涉及一种混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统及测试方法。
技术介绍
1、随着我国经济的稳步高速增长，对交通运输的需求量不断加大，桥梁，特别是跨江、跨海特大型桥梁作为交通工程中的关键工程，取得了迅猛的发展。悬索桥在所有桥型中跨越能力是最大的，又兼具造型美观的优点，成为大跨度桥梁建设的主要选择形式之一。锚碇是悬索桥的重要组成部分，也是最关键的承载构件之一，以目前最常用的重力式锚碇为例，依靠自重平衡主缆拉力的竖向分力，依靠锚碇与地基之间的摩阻力平衡主缆拉力的水平分力。锚碇基础与地基之间的摩擦系数是影响整个悬索桥安全稳定性的关键因素之一，科学合理地确定摩擦系数，是进行重力锚尺寸及型式设计、进行抗滑稳定验算的首要前提。因此，准确测定锚碇与地基之间的摩擦系数，对确定合理经济锚碇基础方案、提高悬索桥方案综合竞争力、保障桥梁建设与运营期安全，具有重要意义。
2、现有技术中，获取锚碇摩擦系数的途径主要有按经验取值以及根据试验取值两种。其中，经验取值方法主要是在没有实验数据的情况下，根据现行规范和场地工程地质条件进行取值，因此并不准确。而试验取值包括现场原位实验和模型试验：根据《工程岩体试验方法标准》，可通过锚碇基础填芯混凝土与岩体接触面直剪试验来测定二者之间的摩擦系数。该试验需要在基岩上开挖工作面、现场浇筑混凝土试块、试验需配置加载系统与反力系统，试验耗时十多天、耗时长，费用数十万、费用高，难以与现场施工进度相匹配。而室内三轴试验，虽然也可以对摩擦系数进行定量测试，但由于取样后应力环境的改变，测试结果会出现一定
3、摆式摩擦系数测定仪是基于“摆的位能等于安装于摆臂末端橡胶片滑过路面过程中克服路面摩擦所做的功”的原理研制而成、用于评定沥青路面、标线或其他材料试件在潮湿状态下抗滑能力及摩擦系数的动力摆冲击型测试系统。摆式摩擦系数测定仪的操作简单、数据稳定，但该测试系统主要用于测试橡胶与沥青之间的摩擦，并且无法模拟锚碇的受力情况，因此不能用于锚碇摩擦系数的测定。
4、综上所述，现行悬索桥锚碇摩擦系数的获取方法中，经验取值方法不准确、试验取值难度大、适用性弱的问题，有必要开发一种现场快速、经济的测试技术。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术的目的在于提供一种混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统及测试方法，通过压力调整模块对试件施加正压力，进而使试件在正压力条件下完成滑动摩擦系数的测定，其中，试件采用混凝土试件，本专利技术可以很好地模拟锚碇在上覆压力的受力环境，快速准确地测定锚碇的摩擦系数。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、作为本专利技术的一个方面，提供一种混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统，包括底座、设于所述底座上的框架、转动连接于所述框架上的摆杆，连接于所述摆杆末端的试件以及设于所述摆杆上的压力调整模块，所述压力调整模块包括第一级杠杆和第二级杠杆，所述第一级杠杆的输出端和所述第二级杠杆的输入端通过弹性元件连接，所述第二级杠杆的输出端与所述试件连接；
4、其中，向所述第一级杠杆的输入端输入位移时，所述弹性元件向所述第二级杠杆施加弹力并使其输出端向所述试件施加沿第一方向的压力，通过所述摆杆运动使受所述第一方向的压力的所述试件与待测基岩完成滑动摩擦系数测定。
5、进一步地，所述压力调整模块还包括输入机构，其包括微型调整组件和压力调整件，所述压力调整件设于所述微型调整组件上，且与所述第一级杠杆的输入端高副接触；
6、其中，转动所述微型调整组件驱动所述压力调整件沿直线移动，进而向所述第一级杠杆的输入端输入位移。
7、进一步地，所述压力调整模块还包括输出机构；
8、所述输出机构包括压力调整滑块，所述压力调整滑块的一端与所述第二级杠杆的输出端高副接触，另一端与所述试件连接，所述压力调整滑块被设置为可沿第一方向滑动，用于将所述第二级杠杆输出端的作用力转化为沿第一方向的压力。
9、进一步地，所述试件为混凝土试件。
10、进一步地，所述测试系统还包括摆杆调整模块，所述摆杆调整模块包括位移调整机构和摆动轴，所述位移调整机构设于所述框架上，所述位移调整机构与所述摆动轴连接，所述摆动轴与所述摆杆连接；
11、所述位移调整机构用于调整所述摆动轴的竖向位置，进而调整所述摆杆摆动轴心的竖向位置。
12、进一步地，所述位移调整机构为滚珠丝杆机构。
13、进一步地，所述测试系统还包括信息采集展示模块；
14、所述输出机构还包括测力传感器，所述测力传感器设于所述压力调整滑块与所述试件之间，用于获取所述试件受到沿第一方向的压力；
15、所述信息采集展示模块与所述测力传感器连接，用于获取压力数据。
16、进一步地， 所述摆杆调整模块还包括光电编码器，所述光电编码器设于所述摆动轴尾部，用于获取摆杆的转动角度和转动速度；
17、所述信息采集展示模块还用于获取所述转动角度和所述转动速度，进而根据岩体摩擦系数计算公式确定岩体摩擦系数。
18、进一步地，所述底座包括底板、调平地脚以及水平仪；
19、其中，四个调平地脚分别设于所述底板的四角，用于对所述底板调平；所述水平仪设于底板上，用于检验所述底板是否调平。
20、作为本专利技术的另一个方面，还提供一种混凝土与岩石滑动摩擦系数测试方法，包括：
21、s100、将测试系统置于待测基岩上，对测试系统进行调平和调零后，通过摆杆调整模块对摆杆的摆动轴心进行调整，并获取到达标定滑动长度时摆杆调整模块的标定位移数值；
22、s200、通过摆杆调整模块对摆杆的摆动轴心进行调整，使得摆杆自由下垂，通过压力调整模块对试件施加沿第一方向的压力，并通过信息采集展示模块观测直至该压力值达到试验要求；
23、s300、手动控制摆杆置于水平位置，将摆杆调整模块的位移数值调整至所述标定位移数值，释放摆杆；
24、s400、按照步骤s-s重复开展测试实验，并通过信息采集展示模块获取压力数据、转动角度数据以及转动速度数据，进而根据岩体摩擦系数计算公式求取岩体摩擦系数并计算平均值。
25、本专利技术的有益效果：
26、本专利技术提供一种混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统及测试方法，其中，测试系统包括底座、设于底座上的框架、转动连接于框架上的摆杆、试件以及压力调整模块，其中，试件连接于摆杆的末端，压力调整模块设于摆杆上；压力调整模块包括第一级杠杆和第二级杠杆，第一级杠杆的输出端和第二级杠杆的输入端通过弹性元件连接，第二级杠杆的输出端与试件连接；向第一级杠杆的输入端输入位移时，弹性元件向第二级杠杆施加弹力并使其输出端向试件施加沿第一方向的压力。
27、一方面，本专利技术通过压力调整模块控制试件所受的正压力，进而通过摆式试验完成受正压力的混凝土试件与待测基岩的滑动摩擦系数的测定，测量准确度高、重复性好，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统，包括底座（1）、设于所述底座（1）上的框架（2）、转动连接于所述框架（2）上的摆杆（3），连接于所述摆杆（3）末端的试件（4）以及设于所述摆杆（3）上的压力调整模块（5），其特征在于， 所述压力调整模块（5）包括第一级杠杆（51）和第二级杠杆（52），所述第一级杠杆（51）的输出端和所述第二级杠杆（52）的输入端通过弹性元件（53）连接，所述第二级杠杆（52）的输出端与所述试件（4）连接；
2.根据权利要求1所述的混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统，其特征在于，所述压力调整模块（5）还包括输入机构（54），其包括微型调整组件（541）和压力调整件（542），所述压力调整件（542）设于所述微型调整组件（541）上，且与所述第一级杠杆（51）的输入端高副接触；
3.根据权利要求2所述的混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统，其特征在于，所述压力调整模块（5）还包括输出机构（55）；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统，其特征在于，所述试件（4）为混凝土试件。
5.根据
6.根据权利要求5所述的混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统，其特征在于，所述位移调整机构（61）为滚珠丝杆机构。
7.根据权利要求6所述的混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括信息采集展示模块（7）；
8.根据权利要求7所述的混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统，其特征在于， 所述摆杆调整模块（6）还包括光电编码器（63），所述光电编码器（63）设于所述摆动轴（62）尾部，用于获取摆杆（3）的转动角度和转动速度；
9.根据权利要求1-3中任一项所述的混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统，其特征在于，所述底座（1）包括底板（11）、调平地脚（12）以及水平仪（13）；
10.一种混凝土与岩石滑动摩擦系数测试方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统，包括底座（1）、设于所述底座（1）上的框架（2）、转动连接于所述框架（2）上的摆杆（3），连接于所述摆杆（3）末端的试件（4）以及设于所述摆杆（3）上的压力调整模块（5），其特征在于， 所述压力调整模块（5）包括第一级杠杆（51）和第二级杠杆（52），所述第一级杠杆（51）的输出端和所述第二级杠杆（52）的输入端通过弹性元件（53）连接，所述第二级杠杆（52）的输出端与所述试件（4）连接；
2.根据权利要求1所述的混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统，其特征在于，所述压力调整模块（5）还包括输入机构（54），其包括微型调整组件（541）和压力调整件（542），所述压力调整件（542）设于所述微型调整组件（541）上，且与所述第一级杠杆（51）的输入端高副接触；
3.根据权利要求2所述的混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统，其特征在于，所述压力调整模块（5）还包括输出机构（55）；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的混凝土与岩石滑动摩擦系数测试系统，其特征在于，所述试件（4）为混凝土试件。
5.根据权利要求3...
【专利技术属性】
技术研发人员：李剑，李振，励彦德，张小龙，刘晓锋，罗人昆，黄志涵，吴建军，匡一成，刘永亮，李超，付佰勇，韩冬冬，师启龙，管维东，朱颖浩，李伟，马晟博，
申请(专利权)人：中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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