[发明专利]用于快速测定结构面模型材料摩擦系数的试验装置及方法

权利要求书

1.一种用于快速测定结构面模型材料摩擦系数的试验装置，其特征在于：包括底座以及用以放置试验试块的支撑板，所述支撑板通过活动铰与底座连接，支撑板一端上设有用以阻挡试验试块下盘移动的固定挡板；

还包括角度传感器、试验试块剪切滑动监测系统以及用以将支撑板匀速抬升的动力系统，所述角度传感器固定在支撑板上，所述试验试块剪切滑动监测系统包括磁性表座以及设置在所述磁性表座上的千分表，所述磁性表座安装在固定挡板上，所述千分表与试验试块上盘接触设置。

2.根据权利要求1所述的一种用于快速测定结构面模型材料摩擦系数的试验装置，其特征在于：所述试验试块包括从上至下依次设置的结构面上盘岩体、结构面软料及薄膜、结构面下盘岩体。

3.根据权利要求1所述的一种用于快速测定结构面模型材料摩擦系数的试验装置，其特征在于：所述动力系统选用液压动力系统或气压动力系统。

4.根据权利要求3所述的一种用于快速测定结构面模型材料摩擦系数的试验装置，其特征在于：所述动力系统包括反力底座、油压千斤顶、油管、油压机及计算机，所述反力底座固定在底座上，所述油压千斤顶的两端分别连接反力底座、支撑板，所述油压机通过油管与油压千斤顶连接，所述油压机与计算机电性连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种用于快速测定结构面模型材料摩擦系数的试验装置，其特征在于：所述底座、活动铰、支撑板、固定挡板均由钢板制作。

6.一种用于快速测定结构面模型材料摩擦系数的试验方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.准备试验试块，将试验试块水平放在水平支撑板上；

S2.检测试验试块上端是否剪切滑移；

S3.测定水平支撑板旋转角度；

S4.控制水平支撑板匀速抬升；

S5.进行结构面模型材料摩擦系数测定；随着水平支撑板匀速抬升，检测试验试块上端开始剪切滑移时刻，此时水平支撑板旋转的角度的正切即对应为结构面模型材料摩擦系数f’。

7.根据权利要求6所述的一种用于快速测定结构面模型材料摩擦系数的试验方法，其特征在于：在所述S1中，试验试块包括从上至下依次设置的结构面上盘岩体、结构面软料及薄膜、结构面下盘岩体。

8.根据权利要求7所述的一种用于快速测定结构面模型材料摩擦系数的试验方法，其特征在于：在所述S2中，通过将千分表的探头与结构面上盘岩体接触，来检测结构面上盘岩体开始剪切滑移，千分表具有初读数。

9.根据权利要求6所述的一种用于快速测定结构面模型材料摩擦系数的试验方法，其特征在于：在所述S3中，采用角度传感器实时测定水平支撑板旋转角度，角度传感器的初读数为“0”。

10.根据权利要求6所述的一种用于快速测定结构面模型材料摩擦系数的试验方法，其特征在于：在所述S5中，水平支撑板旋转的角度的正切即对应为结构面模型材料摩擦系数f’，即