[发明专利]用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置

说明书

本发明公开了一种用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置，包括水平隔挡板、支撑杆、上环形紧箍和下环形紧箍。通过上、下环形紧箍将支撑杆和水平隔挡板固定在岩体变形试验传力柱上。水平隔挡板包括六块前端为弧形的三角挡板，由纤维增强复合材料、泡沫层和硬橡胶板复合而成的防撞击层和钢质三角骨架组成，每块三角挡板均可契合插入上环形紧箍槽轨内，水平隔挡板具有一定刚度，质量轻、便于安装。每块三角挡板的钢质三角骨架外缘均留有接口，通过螺栓与支撑杆固定，支撑杆的另一端为球头状，可方便插入下环形紧箍的广口球形凹槽内，支撑体系呈三角结构，强度高、稳定性强。具有稳定性好、拆装方便和便于运输的优点。

技术领域

本发明属于水利水电工程岩体试验领域，尤其是一种用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置。

背景技术

为获得岩体的变形性质，试验人员通常需要在隧洞内进行长时间岩体变形试验，一般是基岩面上贴刚性承压板，依靠千斤顶、传力柱等形成垂直系统，通过固定在工字钢上的测表测量承压板变形以获得岩体变形性质。然而在试验过程中，洞顶落石极易干扰试验，不仅影响试验可靠性，还对工作人员生命安全造成很大威胁，主要体现在以下几个方面：

1、在岩体变形试验过程中，一般采用逐级一次或多次循环法加压，洞顶上钢垫板周围较破碎的岩石在经历反复承压和退压后，极易破碎坠落，对试验人员生命安全产生威胁。

2、岩体变形试验一般使用千分表测量变形，试验精度可达0.001mm，而洞顶落石砸落到测表、承压板或工字钢都会引起测表的变化，从而影响试验的可靠性。

3、岩体变形试验持续时间较长，一般需要16h～20h完成，保持长期稳定的测数十分关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置，保障隧洞内顺利进行岩体变形试验，具有强度高、质量轻、稳定性好、实用性强和拆装方便的特点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置，包括水平隔挡板、上环形紧箍、下环形紧箍和多个支撑杆,防落石装置直接安装在岩体变形试验中由千斤顶和传力柱组成的垂直系统上，上环形紧箍和下环形紧箍分别通过螺栓固定于传力柱上，水平隔挡板插入上环形紧箍，下环形紧箍、支撑杆与水平隔挡板通过机械连接稳定支撑水平隔挡板。

所述上环形紧箍为对开半圆环状，通过螺栓对接固定在传力柱上；上环形紧箍内侧与传力柱紧密结合，外侧为环形槽轨，便于水平隔挡板契合插入。

所述水平隔挡板由六块前端为弧形且可以契合插入上环形紧箍的三角挡板组成，三角挡板由钢质三角骨架和嵌在钢质三角骨架表面的防撞击层构成，防撞击层由里层为硬橡胶板、上下两个中间层为泡沫层、上下两个表层为纤维增强复合材料层复合而成，每块三角挡板的钢质骨架外缘两端均留有接口，相邻三角挡板上的两个邻近接口与支撑杆上端固定。

所述三角挡板相对水平面向内侧倾斜3°～6°。

所述支撑杆上端带有螺栓孔，支撑杆下端带有球头。

所述下环形紧箍为对开半圆环状，通过螺栓对接固定在传力柱上，下环形紧箍上有六个广口球形凹槽，用于插入支撑杆下端的球头。

所述相邻三角挡板上的两个邻近接口与支撑杆上端螺栓孔通过螺栓固定。