[发明专利]一种围岩强度测试装置、系统及其测试方法

说明书

本发明公开一种围岩强度测试装置、系统及其测试方法，涉及围岩原位动态测试技术领域，用于解决采用现有针贯入仪测量软岩单轴抗压强度存在人工测试作用力不均、读数困难的问题。本发明的岩体强度测试装置包括：外壳，外壳上设有数据接口，数据接口用于与上位机通信连接；固定装置，固定装置与外壳连接、且用于将外壳固定在岩体上；测试组件，测试组件包括依次传动连接的驱动件、传动件及测试件，驱动件与数据接口电连接，且驱动件用于当从数据接口接收到测试信号时，驱动传动件带动测试件插入岩体内；检测装置，检测装置设置在外壳内、且与数据接口电连接，检测装置用于检测测试件插入岩体的位移、以及测试件插入岩体时承受的压力。

技术领域

本发明涉及围岩原位动态测试技术领域，尤其涉及一种围岩强度测试装置、系统及其测试方法。

背景技术

岩体的物理力学特性研究对围岩稳定分析具有重要的作用，特别是岩体的抗压指标。软岩是一种常见的岩体，软岩的强度较低，结构松散，完整取芯困难。并且软岩难以加工成为高质量标准试件来测试单轴的抗压强度，使得软岩现场取样和室内标准试验测其单轴抗压强度的困难性较大，无法客观地获取现场施工影响下的力学参数。因此，软岩需进行现场原位测试。

针贯入仪是目前常用的一种获取软岩单轴抗压强度的原位试验仪器。但是，在隧道、隧洞等一些照明条件有限的地下工程应用中，现有的针贯入仪存在人工测试作用力不均、读数困难等问题。

发明内容

本发明提供一种围岩强度测试装置、系统及其测试方法，用于解决现有技术中采用针贯入仪测量软岩单轴抗压强度存在人工测试作用力不均、读数困难的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明实施例包括一种岩体强度测试装置，包括：外壳，所述外壳上设有数据接口，所述数据接口用于与上位机通信连接；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；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；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。

在本发明一些可能的实施例中，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。

在本发明一些可能的实施例中，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。

在本发明一些可能的实施例中，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。

在本发明一些可能的实施例中，所述岩体强度测试装置还包括照明装置，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。

在本发明一些可能的实施例中，所述岩体强度测试装置还包括储电组件，所述储电组件与所述检测装置、所述驱动件电连接。

在本发明一些可能的实施例中，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。

在本发明一些可能的实施例中，所述容置腔内设有用于保护备用测试件的保护材料层。