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专利号: 2020105552418
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种煤岩体内摩擦角和粘聚力测试装置,其特征在于,包括高压泵组件、空心千斤顶(7)、推杆(8)、调平托盘(9)、剪切探头(10)和主机(11);

所述调平托盘(9)包括金属三角板和螺栓,所述金属三角板的三个角均设有通孔,所述螺栓插入所述通孔能够与煤岩壁紧密接触;

所述调平托盘(9)还包括辅助调平底座(18),所述辅助调平底座(18)由圆形底座和螺栓筒组成;

所述剪切探头(10)的外周面均匀对称布设有至少两个剪切头(21),所述剪切头(21)配设有一个辅助支撑组件(22),所述剪切探头(10)的外壁设置滑轨(23),所述辅助支撑组件(22)设置于所述滑轨(23)上,且能够沿所述滑轨(23)滑动;

所述辅助支撑组件(22)设有压缩弹簧,压缩弹簧通过触发机构固定在所述剪切探头(10)的外壁,触发机构连接有钢丝,钢丝沿所述推杆(8)伸出至钻孔外,推动所述辅助支撑组件(22)滑动至所述剪切头(21)位置。

2.根据权利要求1所述的煤岩体内摩擦角和粘聚力测试装置,其特征在于,所述压泵组件包括集成设置的手动高压泵(1)和读数仪表系统(2),手动高压泵(1)与读数仪表系统(2)通过内部管路连接。

3.根据权利要求2所述的煤岩体内摩擦角和粘聚力测试装置,其特征在于,所述推杆(8)用于将剪切探头(10)送入钻孔中的指定位置;

所述剪切探头(10)安装于推杆(8)的顶端,所述空心千斤顶(7)和调平托盘(9)套设安装于推杆(8)上,调平托盘(9)位于空心千斤顶(7)和剪切探头(10)之间;

主机(11)用于数据储存及处理,所述剪切探头(10)通过电缆(6)与读数仪表系统(2)、主机(11)连接。

4.根据权利要求3所述的煤岩体内摩擦角和粘聚力测试装置,其特征在于,所述剪切探头(10)通过探头进油管(3)、探头回油管(4)与手动高压泵(1)连接;

手动高压泵(1)通过千斤顶油管(5)与空心千斤顶(7)连接。

5.根据权利要求2所述的煤岩体内摩擦角和粘聚力测试装置,其特征在于,读数仪表系统(2)设有剪应力油压表(12)和正应力油压表(13),剪应力油压表(12)和正应力油压表(13)分别用于显示测试过程中剪应力和正应力的大小。

6.根据权利要求5所述的煤岩体内摩擦角和粘聚力测试装置,其特征在于,所述读数仪表系统(2)设有剪应力开关(14)和正应力开关(15)。

7.一种煤岩体内摩擦角和粘聚力测试方法,其特征在于,采用权利要求1至6任一项所述的煤岩体内摩擦角和粘聚力测试装置,包括如下步骤:步骤1:在目标研究区实施钻孔;

步骤2:组装煤岩体内摩擦角和粘聚力测试装置;

步骤3:打开正应力开关(15),操作手动高压泵(1)使剪切探头(10)产生破坏岩壁的法向力;

打开剪应力开关(14),操作手动高压泵(1)使剪切探头(10)产生破坏岩壁的剪应力;

主机(11)记录最大正应力和最大剪应力。