[发明专利]一种结构面粗糙度系数测定装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于岩土测量技术领域，特别涉及一种结构面粗糙度系数测定装置及其使用方法。

背景技术

目前适用于室内岩体结构面粗糙度系数（JRC）测量方法有：直剪试验法、标准轮廓曲线法以及标准参数法等。其中，直剪试验法通过对岩体样本施加水平和垂直两个方向的压力来测量岩体样本的结构面粗糙度系数；标准轮廓曲线法以典型表面起伏形态结构面的轮廓曲线作为结构面粗糙度系数的经验判断标准，通过实际结构面表面轮廓曲线与标准轮廓曲线的经验对比确定结构面粗糙度系数；标准参数法通过标准轮廓曲线的粗糙度参数或分维数与结构面粗糙度系数的相关公式来计算岩体结构面粗糙度系数。上述测量方法存在的问题有：直剪试验法需要外部提供荷载，样本无法重复使用；标准轮廓曲线法和标准参数法操作复杂，对工作经验要求高，非专业人士无法顺利完成操作，计算步骤繁琐，慢且易出错、成本过高。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种结构简单、测量方便且被测样本可以重复使用的，通过岩体样本滑落过程测量结构面粗糙度系数的装置及其使用方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种结构面粗糙度系数测定装置，包括底座、倾斜台和旋转台，在所述底座的下部安装有地脚，地脚与底座螺纹连接，底座上部设置有支架和水平丝杆，丝杆的一端安装有转轮，倾斜台的下端通过第一转轴与支架活动连接，在倾斜台的侧面安装有角度标尺，在倾斜台与底座之间设置有支撑架，支撑架上端与倾斜台相铰接，下端与具有螺纹孔的滑块相铰接，滑块的螺纹孔与丝杆相配合，所述旋转台通过安装在其中心的第二转轴设置在倾斜台上,在旋转台的上表面设置有角度刻度，在倾斜台上安装有指针，指针与旋转台的角度刻度相对应，倾斜台侧面装有固定模具的销钉，在倾斜台的上表面装有两个相互垂直的水准气泡。

所述结构面粗糙度系数测定装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一，将旋转台角度刻度的零刻度线与指针对齐，用销钉将模具锁定在旋转台上；

步骤二，旋转转轮将倾斜台角度置零，调整底座上的地脚，使倾斜台上的水准气泡居中，将待测样本与模具相契合，缓慢转动转轮，逐渐使倾斜台倾斜直至待测样本从模具上滑落，滑落时立即停止转动转轮，记录此时角度标尺上的读数为倾斜角，旋转台上角度刻度的读数为旋转角；

步骤三，逆时针旋转旋转台，使旋转台的旋转角增加10°，旋转转轮将倾斜台角度置零，调整底座上的地脚，使倾斜台上的水准气泡居中，将待测样本与模具相契合，缓慢转动转轮，逐渐使倾斜台倾斜直至待测样本从模具上滑落，滑落时立即停止转动转轮，记录此时角度标尺上的读数为倾斜角、旋转台上角度刻度的读数为旋转角；

步骤四，重复执行步骤三n次，并记录每次测得的倾斜角α_i和旋转角β_i；

步骤五，结合测得的数据确定结构面粗糙度系数。

步骤四中所述的重复次数n取5～7次。

本发明的有益效果：

本发明的结构面粗糙度系数测定装置及其使用方法在测量过程不会破坏被测样本，样本可以重复使用；结构简单可靠，便于拆卸与组装，操作步骤直观、易懂；由于加入了地脚和水准气泡，可以精确调平旋转台的水平度，提高了测定结果的准确性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为旋转台上表面角度刻度示意图；

其中：1-底座、2-倾斜台、3-旋转台、4-丝杆、5-支架、6-角度标尺、7-转轮、8-地脚、9-支撑架、10-第一转轴、11-水准气泡、12-销钉、13-第二转轴、14-待测样本、15-模具、16-指针、17-滑块、18-角度刻度。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。