[发明专利]岩石摩擦实验装置及方法

权利要求书

1.一种岩石摩擦实验装置，其特征在于，包括待测岩石固定组件、作用力施加组件和检测组件；

所述待测岩石固定组件包括一个滑动槽和至少一个固定槽，所述滑动槽和所述固定槽均用于放置相同质地的待测岩石，且所述滑动槽中的所述待测岩石和所述固定槽中的所述待测岩石具有相对的摩擦面，其中，所述待测岩石均嵌在所述滑动槽或所述固定槽中的可凝固材料中，所述滑动槽可相对于所述固定槽滑动；

所述作用力施加组件包括正压力施加机构和切向力施加机构，所述正压力施加机构用于在垂直于所述滑动槽的滑动方向施加压力，所述切向力施加机构用于在所述滑动槽上施加沿所述滑动槽的滑动方向的作用力；

所述检测组件包括位移传感器和拉力传感器，所述位移传感器用于检测所述滑动槽相对于所述固定槽的移动距离，所述拉力传感器用于检测所述切向力施加机构带动所述滑动槽滑动时的作用力，以根据所述移动距离、所述作用力、所述压力和所述滑动槽中的所述待测岩石和所述固定槽中的所述待测岩石之间的相对接触面积获得所述待测岩石的摩擦系数和所述待测岩石的摩擦强度；

所述切向力施加机构包括牵引电动机和牵引钢绳，所述牵引钢绳一端与所述牵引电动机的输出轴连接，所述牵引钢绳的另一端与所述滑动槽固定连接；

所述检测组件还包括拉力室，所述拉力传感器通过拉力螺杆和固定螺栓安装在所述拉力室内，所述拉力螺杆和所述固定螺栓分别固定于所述拉力传感器的相对两端，所述拉力螺杆与所述牵引钢绳连接；

所述拉力室还包括调平装置，所述调平装置安装在所述拉力传感器底部，用于调节及消除所述拉力传感器在水平方向上的倾角；

所述调平装置包括至少两根悬梁，所述至少两根所述悬梁并排固定在所述拉力室底部，且所述悬梁在竖直方向上的高度可调节，每根所述悬梁上穿设至少一个支撑点，所述拉力传感器置于所述支撑点上；

每根所述悬梁端部在竖直方向上设有调平螺丝，以调节所述悬梁在竖直方向上的高度。

2.根据权利要求1所述的岩石摩擦实验装置，其特征在于，还包括数据处理组件，所述数据处理组件和所述检测组件具有电连接，所述数据处理组件用于根据所述检测组件所检测到的所述移动距离、所述检测组件所检测到的所述作用力、所述正压力施加机构施加的所述压力和所述相对接触面积获得所述待测岩石的摩擦系数和所述待测岩石的摩擦强度。

3.根据权利要求1或2所述的岩石摩擦实验装置，其特征在于，所述待测岩石固定组件包括一个所述滑动槽和一个所述固定槽，所述滑动槽和所述固定槽的槽口相对放置，以使所述滑动槽内固定的所述待测岩石的表面和所述固定槽内固定的所述待测岩石的表面相互接触。

4.根据权利要求1或2所述的岩石摩擦实验装置，其特征在于，所述待测岩石固定组件包括一个所述滑动槽和两个所述固定槽，所述滑动槽的槽底具有和所述滑动槽的槽口相对设置的开口，且位于所述滑动槽内的所述待测岩石具有分别露在所述槽口和所述开口之外的两侧表面，所述固定槽分别设置在所述滑动槽的相对两侧，所述滑动槽的槽口和开口分别与所述固定槽的槽口相对，以使所述滑动槽内的所述待测岩石的两侧表面分别与所述固定槽中的所述待测岩石的表面相互接触。

5.根据权利要求2所述的岩石摩擦实验装置，其特征在于，所述数据处理组件包括计算机和用于分别连接所述计算机与所述位移传感器和所述拉力传感器的数据传输线；所述计算机用于存储所述移动距离和所述作用力，并根据所述移动距离、所述作用力、所述压力和所述相对接触面积计算获得所述待测岩石的摩擦系数和所述待测岩石的摩擦强度。

6.根据权利要求1所述的岩石摩擦实验装置，其特征在于，所述可凝固材料为环氧树脂，内嵌有所述待测岩石的所述环氧树脂的边缘形状与所述滑动槽或者所述固定槽的形状相匹配，且所述滑动槽或者所述固定槽上设置有可顶紧在所述环氧树脂上，以使所述环氧树脂和所述滑动槽或所述固定槽相对固定的顶丝。