[发明专利]测试材料-土体界面摩擦系数的钻孔剪切试验装置及方法

权利要求书

1.测试材料-土体界面摩擦系数的钻孔剪切试验装置，其特征在于，包括：

钻机系统(1)，用于安装套管(2)并提供动力；

套管(2)，用于连接钻机系统(1)和传动端管(4)；

拉杆(3)，用于将传动端管(4)从钻孔中取出，并能够连接钻具(5)带动钻具(5)上下移动；

传动端管(4)，能够从套管(2)顶部穿入到达底部被套管(2)限位实现同轴旋转连接；

钻具(5)，顶部与传动端管(4)的底部连接，能够在传动端管(4)带动下上下运动和转动，实现钻孔功能；

升降机(6)，与监测记录仪(9)通信连接，用于连接拉杆(3)并通过拉杆(3)带动钻具(5)上下移动；

操作平台(7)，固定于试验场所的地面或将试验场所的地面修整后作为操作平台(7)，用于可拆卸安装钻机系统(1)和升降机(6)；

供气装置(8)，通过软管(8-3)连接钻具(5)，用于控制钻具(5)上的探头的开闭；

监测记录仪(9)，用于控制和处理升降机(6)的数据并将其可视化；

其中所述钻具(5)底部设有可伸缩探头(5-6)，该探头(5-6)用于多个安装不同摩擦测试材料制成的摩擦片(5-6-3)，并通过压力传感器(5-6-5)检测摩擦测试时的压力。

2.根据权利要求1所述的测试材料-土体界面摩擦系数的钻孔剪切试验装置，其特征在于，所述钻机系统(1)包括钻机(1-1)、钻机升降滑轨(1-2)、控制单元(1-3)以及横向滑轨(1-4)，所述钻机(1-1)与该套管(2)上端可拆卸连接，并提供向下钻探的动力，且所述钻机(1-1)与所述钻机升降滑轨(1-2)连接并能够在所述钻机升降滑轨(1-2)上上下移动，所述控制单元(1-3)与所述钻机(1-1)通信连接，所述横向滑轨(1-4)用于安装所述控制单元(1-3)和所述钻机升降滑轨(1-2)并安装于所述操作平台(7)上，以使得所述控制单元(1-3)和所述钻机升降滑轨(1-2)能够在所述横向滑轨(1-4)上横向水平移动。

3.根据权利要求1所述的测试材料-土体界面摩擦系数的钻孔剪切试验装置，其特征在于，首节拉杆(3)下端设有连接传动端管(4)或钻具(5)的卡扣，非首节拉杆(3)上下两端均设有螺纹，能够连接下一节拉杆(3)，且首节拉杆(3)包括空心螺纹杆(3-1)、内螺纹杆(3-2)、顶盖(3-3)以及中空活塞(3-4)；

所述空心螺纹杆(3-1)能够与所述升降机(6)连接并在所述升降机(6)带动下上下移动；

所述内螺纹杆(3-2)和所述中空活塞(3-4)仅设于首节拉杆(3)，且所述内螺纹杆(3-2)内部中空并有内螺纹；

所述中空活塞(3-4)上部嵌套于所述内螺纹杆(3-2)内，能够随着内螺纹杆(3-2)的旋转上下移动，且当中空活塞(3-4)向下移动时，能够锁紧固定所述钻具(5)的外层张敛轴(5-2)，同时所述中空活塞(3-4)中空且内有通气管，用于连接所述供气装置(8)的软管(8-3)。

4.根据权利要求1所述的测试材料-土体界面摩擦系数的钻孔剪切试验装置，其特征在于，所述传动端管(4)包括传动端管外壳(4-1)、滑动矛杆(4-2)、弹簧(4-4)以及花键套(4-5)，所述传动端管(4)通过卡片(4-3)固定于套管(2)底端，所述拉杆(3)连接所述滑动矛杆(4-2)的矛头拔出传动端管(4)时，所述滑动矛杆(4-2)并使所述卡片(4-3)内缩进所述传动端管外壳(4-1)，此时拉杆(3)能够将所述传动端管(4)从所述套管(2)中取出。