【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于岩石力学相关，尤其涉及一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置及方法。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、岩石的滑动摩擦系数是岩石强度、边坡稳定、滑坡、地震成因和地壳应力场估计等领域经常涉及的岩石关键参数之一。现有的岩石滑动摩擦系数试验方法有室内直剪试验、双剪试验、扭剪试验以及三轴试验等，上述常用的岩石滑动摩擦系数测量方法需对岩石人工预制摩擦面，由于人工预制摩擦面和天然形成结构面的摩擦面在存在差异，造成测量结果和实际存在较大差距。此外，常用的岩石滑动摩擦系数测量方法需要制备小尺寸标准试样开展试验，制样标准高，加工过程繁琐且耗时耗力。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置及方法，本专利技术装置可以实现岩石滑动摩擦系数的数字钻进快速测试，解决了传统岩石滑动摩擦系数测试装置须对岩石人工预制摩擦面的弊端。
2、为实现上述目的，本专利技术的第一个方面提供一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置，包括：
3、钻进机构，用于对岩石试样钻进提供动力；
4、力学解析钻头，用于钻头破岩力学解析；
5、岩石试件夹持机构，用于支撑和夹持岩石试样；
6、钻进参数监测系统，用于实时采集钻进机构在钻进过程中的钻进参数；
7、数据分析系统，用于根据实时采集的钻进参数和力学解析钻头参数进行
8、本专利技术的第二个方面提供一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试方法，应用于上述的一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置，包括：
9、将岩石试样放置于岩石夹持机构的试样支撑平台上，并通过液压支撑柱对岩石试样进行夹持固定；
10、采用钻进机构开展钻进试验，通过伺服电机设置恒定钻进速度或恒定钻进压力，带动力学解析钻头对岩石试样进行旋转钻进；
11、通过钻进参数监测系统采集钻进过程中的钻进参数，并传输给数据分析系统；
12、数据分析系统根据钻进参数监测系统采集的钻进参数和力学解析钻头参数进行分析计算，得到岩石滑动摩擦系数。
13、以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
14、在本专利技术中，通过钻进机构、岩石试件夹持机构、钻进参数监测系统和数据分析系统的设计，通过钻进机构进行回转取芯钻进，钻进参数监测系统能够实时的获取数字钻进过程中的钻进参数，实现钻进参数的自动采集与存储，数据分析系统对钻进参数和钻头参数进行分析处理，得到滑动摩擦系数，实现岩石滑动摩擦系数的数字钻进快速测试，解决了传统岩石滑动摩擦系数测试装置须对岩石人工预制摩擦面的弊端。
15、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置，其特征在于，所述钻进机构包括伺服电机、减速箱和动力头，所述伺服电机通过联轴器与所述减速箱连接，所述减速箱与所述动力头动力连接，所述动力头与所述力学解析钻头固定连接。
3.如权利要求1所述的一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置，其特征在于，所述钻进参数监测系统包括压力传感器和扭矩传感器；所述压力传感器，用于对钻机油路压力进行监测采集；所述扭矩传感器，用于对力学解析钻头的扭矩进行监测采集。
4.如权利要求1所述的一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置，其特征在于，所述岩石试件夹持机构包括液压油缸和液压支撑柱，所述液压油缸通过油压管道与所述液压支撑柱管路连接。
5.如权利要求4所述的一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置，其特征在于，所述液压支撑柱为多个且位于岩石试样的不同方向。
6.如权利要求1所述的一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置，其特征在于，所述力学解析钻头，参数包
7.如权利要求2所述的一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置，其特征在于，所述伺服电机设置在反力平台上。
8.一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试方法，应用于如权利要求1-7任一项所述的一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置，其特征在于，包括：
9.如权利要求8所述的一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试方法，其特征在于，所述钻进参数包括钻进压力和钻进扭矩。
10.如权利要求8所述的一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试方法，其特征在于，所述力学解析钻头参数包括钻头切削齿宽度、钻头半径和钻头切削齿倾角。
...【技术特征摘要】
1.一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置，其特征在于，所述钻进机构包括伺服电机、减速箱和动力头，所述伺服电机通过联轴器与所述减速箱连接，所述减速箱与所述动力头动力连接，所述动力头与所述力学解析钻头固定连接。
3.如权利要求1所述的一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置，其特征在于，所述钻进参数监测系统包括压力传感器和扭矩传感器；所述压力传感器，用于对钻机油路压力进行监测采集；所述扭矩传感器，用于对力学解析钻头的扭矩进行监测采集。
4.如权利要求1所述的一种基于数字钻进的岩石滑动摩擦系数测试装置，其特征在于，所述岩石试件夹持机构包括液压油缸和液压支撑柱，所述液压油缸通过油压管道与所述液压支撑柱管路连接。
5.如权利要求4所述的一种基于数字钻进的岩石滑动摩...
【专利技术属性】
技术研发人员：林鹏，亢金涛，谢辉辉，马瑞阳，韩涛，李珊，许振浩，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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