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专利名称：钻孔千斤顶径向加载与测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及钻孔径向加压试验设备的核心部件，特别是一种钻孔千斤顶径向
加载与测试仪。
二背景技术：
在大型水利工程建设中，进行隧洞液压枕径向加压试验的目的，是根据隧洞洞周 所受均匀径向内水压力和表面岩体的变形值推求岩体的变形模量和单位抗力系数等设计 参数。钻孔千斤顶径向加载与测试仪是根据《水利水电工程岩石试验规程》(SL264-2001) 隧洞液压枕径向加压法试验中计算公式及边界条件要求，由作用在钻孔孔壁的单位压力P、 量测的孔壁岩体表面全径向变形AR，通过下列公式计算岩体变形模量E。与单位抗力系数 K。。 ￡。 = + /0^" Kn = ^ . ~^---
0 M 100 式中 ii-泊松比； R-试洞半径； 小-变形修正系数。 目前国内获取上述参数主要是采用隧洞液压枕径向加压试验，开挖试验洞、加工 试验设备，以及设备的安装与测试等费时费力，试验费用达数十万(不含开挖试验洞费 用)，试验成本很高；而且试验段岩体需人工加凿成圆洞、浇注混凝土块，以及安装承压的 反力框架与测试仪器设备，浇注混凝土与设备安装工序非常复杂；爆破开挖试验洞造成隧 洞围岩受到扰动，对试验成果影响较大，另外隧洞内温度、湿度等环境条件以及测试设备的 安装对试验成果也有一定程度的影响，而且受测试设备的限制，无法进行全断面加载；试验 正常需用20多人，试验周期较长，用时长达2-3个月(不含开挖试验洞的时间)，参与试验 人员多、时间长、效率低，因此其改进和创新势在必行。
三
实用新型内容针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本实用新型之目的就是提供一种钻孔千
斤顶径向加载与测试仪，把在隧洞进行的试验改在钻孔内完成，这样可有效解决试验费用
高、操作麻烦、试验周期长、效率低的问题，其解决的技术方案是包括有油缸、位移传感器 和通讯电缆，油缸上有进油与回油油嘴，油缸周边均布有伸入油缸内的水平活塞，每个水平 活塞外端部上装有承压板，构成共用一个油缸的千斤顶结构，在油缸内面的密封室内中心 装有位移传感器接线盒，位移传感器接线盒上装有与每个水平活塞相对应的位移传感器， 位移传感器接线盒经通讯电缆接出外部。本实用新型结构新颖、简单、使用方便、费用低、省 工省时、效率高、测试准确，是径向加压设备上的创新。四
图1是本实用新型的主视图。 图2是本实用新型的侧视图。
五具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步的详细说明。 由图1图2给出，本实用新型包括有油缸、位移传感器和通讯电缆，油缸4上有进 油与回油油嘴8，油缸4周边均布有伸入油缸4内的水平活塞2，每个水平活塞外端部上装 有承压板6，构成共用一个油缸的千斤顶结构，在油缸内面的密封室3内中心装有位移传感 器接线盒l，位移传感器接线盒上装有与每个水平活塞相对应的位移传感器5，位移传感器 接线盒经通讯电缆7接出外部。 为了保证使用效果，所说的承压板6为由轻质的铝合金材料制成的8个外缘为圆 弧面的承压板，与水平活塞2采用球形连接，由螺栓固定；所说的水平活塞2为8个。 本实用新型的使用情况是在钻孔千斤顶径向加载与测试仪安装前，将位移传感器 5通过通讯电缆7与读数仪连接，液压千斤顶上的进油与回油油嘴8用油管与高压油泵和压 力表连接，进行调试并确认仪器设备工作正常。 在钻孔完成后，用钻杆(或钢丝绳)将钻孔千斤顶径向加载与测试仪缓缓放到指 定位置后进行预压，预压值为最大试验压力值的5% 。按照试验规程逐级向钻孔孔壁全断面 施压。当不同压力通过千斤顶挂接承压板6作用于钻孔孔壁时，由位移传感器5测得水平 活塞2行程，也就是孔壁岩体径向变形量，通过通讯电缆7传给读数仪，读取数据。 本实用新型钻孔千斤顶径向加载与测试仪是按小60cm钻孔孔径设计，直径与高 度比例1 : l，通过更换外挂的承压板与连接接手，也可以在孔径小70cm、小80cm、小90cm、 小100cm等大口径钻孔内进行试验。外挂的承压板(所有高度均为60cm)与水平活塞采用 球型连接，由螺栓固定。为了减小设备重量，考虑承压板采用轻质的铝合金材料加工。 试验加载由钻孔千斤顶径向加载与测试仪的8个水平活塞承担，设计额定出力为 4800kN，水平活塞最大行程为20mm，最大工作压力34MPa，水平活塞直径150mm。在上述不同 孔径的钻孔内作用于孔壁岩面应力见下表1。 表l不同孔径作用于孔壁岩面应力量值
钻孔直径(cm)4> 60*70稀4>90小IOO
岩面应力(MPa)>4. 2〉3.6〉3.0〉2.8〉2. 5 在钻孔千斤顶径向加载与测试仪的密封室内，8支位移传感器与各对应水平活塞 固定连接，用于测读钻孔内8个方向孔壁岩体变形。在密封室内设计一个固定传感器基座 和接线盒，考虑密封室空间有限，用钢弦式位移传感器(需要专门定做)。位移传感器标准 量程20mm，精度要求0. 1 % F. S。 本实用新型是参照隧洞液压枕径向加压法试验设计，把在2m试验洞内用液压枕 加载的试验，放在孔径为0. 6-1. Om的钻孔内，采用钻孔千斤顶径向加载与测试仪完成加载 与变形量测，在试验中要与其他的设备相配合，包括油泵、压力表、位移传感器、读数仪、设备固定架等，本实施例中，是按畅Ocm钻孔孔径设计，直径与高度比例l : l，通过更换外挂 的承压板与连接接手，也可以在孔径小70cm、小80cm、小90cm、小100cm等钻孔内进行试验， 应用面广、方便灵活、试验费用低、试验数据精确、省工省时，经济和社会效益显著。
权利要求一种钻孔千斤顶径向加载与测试仪，包括有油缸、位移传感器和通讯电缆，油缸(4)上有进油与回油油嘴(8)，其特征在于，油缸(4)周边均布有伸入油缸(4)内的水平活塞(2)，每个水平活塞(2)外端部上装有承压板(6)，构成共用一个油缸的千斤顶结构，在油缸内面的密封室(3)内中心装有位移传感器接线盒(1)，位移传感器接线盒(1)上装有与每个水平活塞(2)相对应的位移传感器(5)，位移传感器接线盒(1)经通讯电缆(7)接出外部。
2. 根据权利要求1所述的钻孔千斤顶径向加载与测试仪，其特征在于，所说的承压板 (6)为由轻质的铝合金材料制成的外缘为圆弧面的8个承压板。
3. 根据权利要求1所述的钻孔千斤顶径向加载与测试仪，其特征在于，所说的承压板 (6)与水平活塞(2)采用球形连接，由螺栓固定。
4. 根据权利要求1所述的钻孔千斤顶径向加载与测试仪，其特征在于，所说的水平活 塞(2)为8个。
专利摘要本实用新型涉及钻孔千斤顶径向加载与测试仪，可有效解决试验费用高、操作麻烦、质量差和周期长、效率低的问题，其解决的技术方案是包括有油缸、位移传感器和通讯电缆，油缸上有进油与回油油嘴，油缸周边均布有伸入油缸内的水平活塞，每个水平活塞外端部上装有承压板，构成共用一个油缸的千斤顶结构，在油缸内面的密封室内中心装有位移传感器接线盒，位移传感器接线盒上装有与每个水平活塞相对应的位移传感器，位移传感器接线盒经通讯电缆接出外部。本实用新型结构新颖、简单、使用方便、费用低、省工省时、效率高、测试准确，是径向加压设备上的创新。
文档编号G01N3/06GK201503375SQ20092022365
公开日2010年6月9日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者李运奎, 杜卫长, 胡全舟, 袁兆华 申请人:袁兆华