[发明专利]一种围岩强度测试装置、系统及其测试方法

权利要求书

1.一种围岩强度测试装置，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳上设有数据接口，所述数据接口内插入数据连接线，通过数据连接线与上位机连接；

固定装置，所述固定装置与所述外壳连接、且用于将所述外壳固定在岩体上；

所述固定装置包括：连接套管、伸缩杆、支撑脚、水平调节器和垂直调节器，所述连接套管与所述外壳的外壁连接；多个所述伸缩杆的一端均可旋转连接在所述连接套管上、且沿所述连接套管的圆周方向间隔分布；多个所述支撑脚分别连接在多个所述伸缩杆的另一端上；所述水平调节器和垂直调节器均安装在所述连接套管的外壁上；

测试组件，所述测试组件包括依次传动连接的驱动件、传动件及测试件，所述驱动件与所述数据接口电连接，且所述驱动件用于当从所述数据接口接收到测试信号时，驱动所述传动件带动所述测试件插入所述岩体内；所述驱动件为直线电机，所述传动件为与所述直线电机的输出轴连接的压力弹簧，所述测试件为与所述压力弹簧传动连接的测试针；

检测装置，所述检测装置设置在所述外壳内、且与所述数据接口电连接，所述检测装置用于检测所述测试件插入岩体的位移、以及所述测试件插入岩体时承受的压力；

储电组件，所述储电组件与所述检测装置、所述驱动件电连接；

保护盖，所述保护盖与所述外壳可拆卸连接、且用于盖设在所述测试件外；并且，保护盖的底部设置摩擦结构，摩擦结构用于整平围岩面，摩擦结构为设置在保护盖的底部外表面的摩擦轮；

测试区划分装置，所述测试区划分装置用于设置在岩体内，所述测试区划分装置包括外框和划分网，所述划分网安装在所述外框内，外框为圆环形，划分网的网格为正方形；

所述外框上设置有多个支撑连接柱，多个所述支撑连接柱用于与多个支撑脚连接；

照明装置，所述照明装置安装在所述外壳的外壁上、且与所述数据接口电连接；

摄像头，所述摄像头安装在所述外壳上靠近所述测试件的位置、且与所述数据接口电连接。

2.根据权利要求1所述的围岩强度测试装置，其特征在于，所述测试组件还包括固定轴，所述固定轴设置在所述外壳内、且沿所述测试针的移动方向延伸，所述压力弹簧套设在所述固定轴外。

3.根据权利要求2所述的围岩强度测试装置，其特征在于，所述外壳上开设有连通孔，所述检测装置包括：

压力传感器，所述压力传感器安装在所述压力弹簧上；

压力采集模块，所述压力采集模块分别与所述压力传感器、所述数据接口电连接；

位移传感器，所述位移传感器安装在所述外壳内靠近所述连通孔的位置，所述压力弹簧的一端与所述位移传感器连接，所述测试针的一端安装在所述压力传感器上，所述测试针的另一端通过所述连通孔穿设在所述外壳外；

位移采集模块，所述位移采集模块分别与所述位移传感器、所述数据接口电连接。

4.根据权利要求3所述的围岩强度测试装置，其特征在于，所述外壳内形成有容置腔，所述容置腔用于容置备用测试件；所述容置腔内设有用于保护备用测试件的保护材料层。

5.一种围岩强度测试系统，其特征在于，包括：

上位机，所述上位机包括显示器；

上述权利要求1-4任一项所述的围岩强度测试装置，所述围岩强度测试装置与所述上位机通过数据接口通讯连接。

6.一种采用围岩强度测试系统测试围岩强度的测试方法，其特征在于，包括上述权利要求5所述的围岩强度测试系统，测试方法包括以下步骤：

将围岩强度测试装置中的测试区划分装置预埋在岩体内；

将围岩强度测试装置的数据接口与上位机通讯连接，上位机控制打开照明装置和摄像头；

通过固定装置调节外壳的方位，并将所述固定装置与外壳固定连接；

将测试件与测试区划分装置中划分网的一个网格对准后，执行测试步骤；

其中，所述测试步骤包括：推动测试件，使测试件与网格内的岩面接触；上位机发出测试信号，驱动件驱动传动件带动测试件插入所述岩体内，检测装置将检测测试件插入岩体的位移、以及所述测试件插入岩体时承受的压力；

重复执行上述测试步骤，以检测测试区划分装置中划分网的多个网格内的岩体。