基于便携式野外试验仪的研发与试验研究
发布时间：2021-03-07 08:50
本文基于岩体工程现场勘察中对工程参数的需求,结合自研便携式仪器,针对岩石试件进行点荷载试验和单轴压缩试验,结合了试验研究、理论分析和工程运用等方法,研究了点荷载强度的计算方法,摩氏硬度指标对点荷载强度参数估算单轴抗压的方法的细化探索;硬岩利用回弹值估算单轴抗压强度的方法;以及建立单轴抗压强度的尺寸效应的经验关系。首先,了解了基础设施建设中对岩体工程参数的广泛需求,并参考大型仪器的结构设计,制定了野外便携化测量岩石强度参数的方案。针对当前点荷载仪的携带困难和数据统计不条理现状,对点荷载仪进行便携式和智能化的改进;结合工程中对单轴抗压强度参数和深埋条件的岩石的强度性质参数的需求,结合岩石单轴抗压强度的尺寸效应的理论基础,研制了便携式小型化的三轴仪,同时为野外条件下小尺寸试样的取样制样提出了创新方案;基于当前野外环境和工程应用场景,将研发的电子野簿APP实现了数据的智能化记录统计和云端计算。其次,结合工程单位实际具体需求,并参考国内外学者对岩石强度参数的性质定义和获取方法的研究,展开了针对便携式野外试验仪的研发和试验研究。我们通过对岩石材料的大量试验,参考岩石强度试验中参数定义及机理和规范方...
【文章来源】：绍兴文理学院浙江省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
绍兴文理学院硕士学位论文12试验，也可以对单轴抗压强度小于200MPa小尺寸圆柱体无侧限单轴试验，在工程现场可以完成对点荷载强度测量实验，小尺寸试件的单轴抗压强度的试验以及岩块外摩擦角的测量。ab图2-4液压式点荷载仪实物图Fig.2-4Actualdrawingofhydraulicpointloadmachine点荷载试验是将岩石试件置于上、下两个球状圆锥加载头之间，对试样施加集中荷载，直至破坏，根据压力传感器记录下的压力值求得岩石点荷载强度，再通过经验公式计算确定岩石的单轴抗压强度值。点荷载试验试样可以是工程现场挑选的不规则试样。表2-2液压式点荷载仪参数表Table.2-2Parametertableofhydraulicpointloadmeter部件指标油压缸输出力油压缸内腔压力值油缸行程油压传感器位移传感器外形尺寸主机重量具体参数8t25MPa50mm量程0-160MPa，重复性满量程的0.05％机械行程50mm重复性精度0.01mm144mm×284mm×144mm5kg2.2采集盒及手机端电子野簿APP为了配合便携式点荷载仪进行现场试验，我们给点荷载试验仪定做了试验数据的测量与记录系统，主要包括仪器端的数据采集记录盒以及手机端电子野簿APP的记录。
绍兴文理学院硕士学位论文13图2-5采集盒程序框图Fig.2-5Acquisitionboxprogramblockdiagram点荷载仪数据采集盒主要实现对外摩擦角，加载端头位移值和破坏荷载值的采集记录。其中采集盒的数据采样频率为50赫兹，可以准确的采集到试件的破坏荷载，并且在荷载值的采集中采用峰值显示和动态显示两种模式，使我们既可以对试验过程进行记录也可以对数据的筛选进行参考。在试验过程中，采集端实时绘制荷载-位移图像，可以判断试件是否试验前就有损伤，也可以对试验的过程进行调节。采集盒中使用的蓝牙模块，和WiFi模块相比，数据传输更加快速，同时增加了采集盒的续航能力。其中电路板的执行逻辑框图如下图2-6。图2-6手机APP程序框图Fig.2-6APPprogramblockdiagram
【参考文献】：
期刊论文
[1]非规则软质千枚岩点荷载强度评价的等效面积法[J]. 朱江江,罗强,詹学启,蒋良潍,方东. 岩石力学与工程学报. 2018(12)
[2]基于尺寸效应的类岩石材料点荷载指标与单轴抗压强度对应关系研究[J]. 林军,沙鹏,伍法权,常金源. 长江科学院院报. 2018(03)
[3]可视化三轴压缩伺服控制试验系统的改进和应用[J]. 大久保诚介,汤杨,许江,彭守建,张海龙. 岩石力学与工程学报. 2017(S1)
[4]高应力下硬岩卸荷破裂:白鹤滩水电站地下厂房玄武岩开裂观测实例分析[J]. 江权,樊义林,冯夏庭,李毅,裴书锋,刘国锋. 岩石力学与工程学报. 2017(05)
[5]点荷载强度指数估算与岩浆岩的单轴压缩强度的关系[J]. 张建明,唐志成,刘泉声. 岩土力学. 2015(S2)
[6]点荷载试验在岩基评价中的应用[J]. 王赢,孙成科,张喜平,徐小明. 港工技术. 2013(06)
[7]煤层顶底板岩石点荷载强度与拉压强度对比试验研究[J]. 付志亮,王亮. 岩石力学与工程学报. 2013(01)
[8]岩石力学试验中试样选择和抗压强度预测方法研究[J]. 邓华锋,李建林,邓成进,王乐华,鲁涛. 岩土力学. 2011(11)
[9]锦屏二级水电站深埋大理岩力学特性研究[J]. 张春生,陈祥荣,侯靖,褚卫江. 岩石力学与工程学报. 2010(10)
[10]岩石强度理论研究[J]. 吕则欣,陈华兴. 西部探矿工程. 2009(01)
硕士论文
[1]软弱围岩下超大跨隧道支护结构承载特性研究[D]. 魏棒.北京交通大学 2018
[2]京张城际铁路八达岭地下站三洞分离结构优化研究[D]. 程伟.北京交通大学 2011
本文编号：3068763
【文章来源】：绍兴文理学院浙江省
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线
绍兴文理学院硕士学位论文12试验，也可以对单轴抗压强度小于200MPa小尺寸圆柱体无侧限单轴试验，在工程现场可以完成对点荷载强度测量实验，小尺寸试件的单轴抗压强度的试验以及岩块外摩擦角的测量。ab图2-4液压式点荷载仪实物图Fig.2-4Actualdrawingofhydraulicpointloadmachine点荷载试验是将岩石试件置于上、下两个球状圆锥加载头之间，对试样施加集中荷载，直至破坏，根据压力传感器记录下的压力值求得岩石点荷载强度，再通过经验公式计算确定岩石的单轴抗压强度值。点荷载试验试样可以是工程现场挑选的不规则试样。表2-2液压式点荷载仪参数表Table.2-2Parametertableofhydraulicpointloadmeter部件指标油压缸输出力油压缸内腔压力值油缸行程油压传感器位移传感器外形尺寸主机重量具体参数8t25MPa50mm量程0-160MPa，重复性满量程的0.05％机械行程50mm重复性精度0.01mm144mm×284mm×144mm5kg2.2采集盒及手机端电子野簿APP为了配合便携式点荷载仪进行现场试验，我们给点荷载试验仪定做了试验数据的测量与记录系统，主要包括仪器端的数据采集记录盒以及手机端电子野簿APP的记录。
绍兴文理学院硕士学位论文13图2-5采集盒程序框图Fig.2-5Acquisitionboxprogramblockdiagram点荷载仪数据采集盒主要实现对外摩擦角，加载端头位移值和破坏荷载值的采集记录。其中采集盒的数据采样频率为50赫兹，可以准确的采集到试件的破坏荷载，并且在荷载值的采集中采用峰值显示和动态显示两种模式，使我们既可以对试验过程进行记录也可以对数据的筛选进行参考。在试验过程中，采集端实时绘制荷载-位移图像，可以判断试件是否试验前就有损伤，也可以对试验的过程进行调节。采集盒中使用的蓝牙模块，和WiFi模块相比，数据传输更加快速，同时增加了采集盒的续航能力。其中电路板的执行逻辑框图如下图2-6。图2-6手机APP程序框图Fig.2-6APPprogramblockdiagram
【参考文献】：
期刊论文
[1]非规则软质千枚岩点荷载强度评价的等效面积法[J]. 朱江江,罗强,詹学启,蒋良潍,方东. 岩石力学与工程学报. 2018(12)
[2]基于尺寸效应的类岩石材料点荷载指标与单轴抗压强度对应关系研究[J]. 林军,沙鹏,伍法权,常金源. 长江科学院院报. 2018(03)
[3]可视化三轴压缩伺服控制试验系统的改进和应用[J]. 大久保诚介,汤杨,许江,彭守建,张海龙. 岩石力学与工程学报. 2017(S1)
[4]高应力下硬岩卸荷破裂:白鹤滩水电站地下厂房玄武岩开裂观测实例分析[J]. 江权,樊义林,冯夏庭,李毅,裴书锋,刘国锋. 岩石力学与工程学报. 2017(05)
[5]点荷载强度指数估算与岩浆岩的单轴压缩强度的关系[J]. 张建明,唐志成,刘泉声. 岩土力学. 2015(S2)
[6]点荷载试验在岩基评价中的应用[J]. 王赢,孙成科,张喜平,徐小明. 港工技术. 2013(06)
[7]煤层顶底板岩石点荷载强度与拉压强度对比试验研究[J]. 付志亮,王亮. 岩石力学与工程学报. 2013(01)
[8]岩石力学试验中试样选择和抗压强度预测方法研究[J]. 邓华锋,李建林,邓成进,王乐华,鲁涛. 岩土力学. 2011(11)
[9]锦屏二级水电站深埋大理岩力学特性研究[J]. 张春生,陈祥荣,侯靖,褚卫江. 岩石力学与工程学报. 2010(10)
[10]岩石强度理论研究[J]. 吕则欣,陈华兴. 西部探矿工程. 2009(01)
硕士论文
[1]软弱围岩下超大跨隧道支护结构承载特性研究[D]. 魏棒.北京交通大学 2018
[2]京张城际铁路八达岭地下站三洞分离结构优化研究[D]. 程伟.北京交通大学 2011
本文编号：3068763
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