[实用新型]一种基于振动台的岩体结构面动力摩擦实验系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及结构面摩擦试验设备领域，尤其是涉及一种基于振动台的岩体结构面动力摩擦实验系统。

背景技术

传统的结构面摩擦试验设备多为静态(准静态)摩擦试验设备，通过这些静态(准静态)摩擦试验设备得到的数据，往往不符合工程中的实际情况。这是因为岩体在长期高地应力作用下，通常为含有节理裂隙的块系结构。当动力冲量作用于岩块系统时，由于岩体的振动，岩石间的相对压紧程度会随时间变化。在某些时刻，当岩块间相对疏松时，岩块间的摩擦力和摩擦系数会大大降低，甚至降为零，即产生超低摩擦效应，块系的临界平衡条件变化导致块系岩体发生超低摩擦滑动，容易导致岩体失稳。因此，需要对岩体结构面的超低摩擦滑动失稳的情况进行研究。

在以往对岩体结构面的超低摩擦滑动失稳的研究方法中，一般采用双轴双向直剪仪或三轴试验系统，观察岩体结构面动态摩擦发生的过程。但是这种实验设备依然很难符合工程中的真实受力环境。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对目前存在的问题，提供一种基于振动台的岩体结构面动力摩擦实验系统，其可以简单、方便地不同振幅、不同加速度下进行结构面动态摩擦试验，获得结构面摩擦系数与加速度、相对位移之间的关系。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

本实用新型提供一种基于振动台的岩体结构面动力摩擦实验系统，其包括：

振动台、下试块、上试块、垂直加载装置、钢架、动态位移传感器、拉压传感器、下试块固定座和加速度传感器；

振动台上固定有下试块固定座；所述振动台上设置有所述加速度传感器；

下试块的底面直接卡在下试块固定座的槽体中；下试块的侧面连接用来测量上试块与下试块之间界面摩擦力的拉压传感器；

上试块叠放在下试块上，上试块上端设有用于施加径向荷载的垂直加载装置；

所述钢架独立于振动台而设置，包括框体和安装在所述框体一侧的传感器固定架；所述上试块固定在所述框体内，所述动态位移传感器安装所述传感器固定架上。

更优选地，所述实验系统还包括：

放置在上试块的顶面的刚性垫块；所述垂直加载装置4加载的径向荷载作用在所述刚性垫块上。

更优选地，所述实验系统还包括：

一个或多个用于采集由于试块摩擦发出的声音信号的声发射探头；所述声发射探头设置在所述刚性垫块上。

更优选地，所述实验系统还包括：

一个或多个用于采集由于试块摩擦发出的声音信号的声发射探头；所述声发射探头设置在所述上试块上。

由上述本实用新型的技术方案可以看出，本实用新型可进行结构面在不同径向压力、不同振动频率、不同振动加速度下的摩擦试验，对结构面的动态摩擦规律作更深入的研究。本实用新型具有以下优点：

可控性好：可以通过液压装置方便地控制轴向压力，通过改变输入电压控制振动台的振幅和加速度，从而适应不同条件下的试验要求；

操作简便：可以通过一台电脑实现整个操作，实现摩擦力、加速度、位移等数据的实时采集；

结构简单：适合试验操作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的侧向示意图。

附图中：

振动台1、下试块21、上试块22、刚性垫块3、垂直加载装置4、钢架5、声发射探头6、动态位移传感器7、拉压传感器8和下试块固定座9。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

本申请文件中的上、下、左、右、前和后等方位用语是基于附图所示的位置关系而建立的。附图不同，则相应的位置关系也有可能随之发生变化，故不能以此理解为对保护范围的限定。

在申请文件中的描述中，“多个”的含义是指两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

本申请文件中，属于“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是一体地连接，也可以是机械连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。