一种岩石节理面倾斜试验装置

1.本发明属于岩石节理面倾斜试验装置技术领域，具体的说是一种岩石节理面倾斜试验装置。


背景技术：

2.节理，岩石中的裂隙，断裂构造的一类，指岩石裂开而裂面两侧无明显相对位移者（与有明显位移的断层相对），这些岩石节理面的存在显著地影响和制约着工程岩体的力学行为和工程稳定性，在环境应力调整过程中经常发生节理面上下盘之间的剪切变形进而出现局部失稳，给我国大型地下工程建造安全带来了极大安全挑战，通常会通过岩石节理试样配合倾斜试验装置进行相应的测试。
3.目前的岩石节理面倾斜试验装置通常是由底板、转动安装在底板顶部的测试板、转动连接在测试板顶部的测试盘、螺纹安装在测试盘内的丝杆与固定连接在丝杆位于测试盘内一端的夹持块等结构构成，即将岩石节理试样放置在测试盘内，并转动丝杆，驱动夹持块对岩石节理试样下盘进行夹持固定，即可推动测试板带动测试盘以及测试盘上固定的岩石节理试样转动，并观测岩石节理试样的上盘与下盘是否出现滑动。
4.对岩石节理的测试通常是多次进行的，且需要对岩石节理的上盘与下盘的在测试盘内的位置进行相应的变换与调节，而现有的岩石节理面倾斜试验装置是通过多个丝杆配合多个夹持块对岩石节理试样进行夹持定位，定位效率较低，影响测试效率；因此，针对上述问题提出一种岩石节理面倾斜试验装置。


技术实现要素：

5.为了弥补现有技术的不足，解决对岩石节理的测试通常是多次进行的，且需要对岩石节理的上盘与下盘的在测试盘内的位置进行相应的变换与调节，而现有的岩石节理面倾斜试验装置是通过多个丝杆配合多个夹持块对岩石节理试样进行夹持定位，定位效率较低，影响测试效率的问题，提出的一种岩石节理面倾斜试验装置。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种岩石节理面倾斜试验装置，包括底座；所述底座顶部的一侧固定连接有定位板，所述定位板的顶部开设有定位槽，所述定位槽内设置有测试板，所述测试板的一侧面固定连接有传动杆，所述测试板的顶部开设有凹槽，所述凹槽的内底壁转动连接有定位杆，所述定位杆的顶端延伸出凹槽并固定连接有测试盘；所述测试盘上设置有定位机构，所述定位机构包括开设在测试盘内的驱动槽，所述测试盘的顶部开设有与驱动槽相连通的放置槽，所述驱动槽内转动连接有内齿轮，所述驱动槽的内底壁转动连接有驱动杆，所述驱动杆的顶端贯穿测试盘并与外界连通，所述驱动杆位于驱动槽内的外壁上固定连接有从动齿轮，所述从动齿轮与内齿轮啮合连接，所述驱动槽内滑动连接有齿条，所述齿条与从动齿轮啮合连接，所述齿条的一端固定连接有夹持块，所述齿条的另一端测试盘与外界连通，所述驱动杆内开设有限位槽，所述限位槽内滑
动连接有滑动块，所述驱动杆的外壁开设有与限位槽相连通的滑动槽，所述滑动块的一端延伸出滑动槽并固定连接有卡接块，所述卡接块的一端插设至测试盘顶部开设的卡槽内，所述滑动块的顶端通过第一弹簧与限位槽的内顶壁弹性连接。
7.优选的，所述驱动槽的内底壁固定连接有插接块，所述插接块的顶端插设至齿条底部开设的导向槽内。
8.优选的，所述测试板顶部的一侧固定连接有防护板，所述防护板的外壁设置有缓冲垫，所述测试板的顶部固定连接有辅助板，所述辅助板设置有两组，且两组辅助板对称分布。
9.优选的，所述凹槽的内底壁固定连接有第一电机，所述第一电机的输出端固定连接有第一锥齿轮，所述定位杆的外壁固定连接有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合连接，所述测试盘的底部固定连接有限位环，所述限位环的底端插设凹槽内。
10.优选的，所述测试板的顶部固定连接有标注块，所述标注块设置为l形，所述测试盘的顶部设置有刻度线。
11.优选的，所述底座的顶部固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端固定连接有第一齿轮，所述传动杆的外壁固定连接有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合连接。
12.优选的，所述底座的顶部固定连接有固定板，所述固定板的顶部开设有缓冲槽，所述缓冲槽内滑动连接有缓冲板，所述缓冲板的底端通过第二弹簧与缓冲槽的内底壁弹性连接，所述缓冲板的顶部设置有橡胶垫。
13.优选的，所述驱动槽的内底壁转动连接有螺纹套管，所述螺纹套管的外壁固定连接有第三齿轮，所述第三齿轮与从动齿轮啮合连接，所述螺纹套管内螺纹连接有丝杆，所述丝杆的顶端延伸出螺纹套管并通过连接块固定连接有升降板，所述丝杆的底端贯穿测试盘并延伸至凹槽内。
14.本发明的有益效果：本发明提供一种岩石节理面倾斜试验装置，通过定位机构的设置，拉动此驱动杆上的滑动块与插接块，使得插接块的一端脱离卡槽，随后转动该驱动杆带动从动齿轮转动，齿条同步带动夹持块移动，通过转动单个驱动杆带动多个驱动杆与从动齿轮转动，使得多个齿条带动夹持块同步移动并对岩石节理试样进行夹持定位，此时可松开对滑动块与插接块的拉力，在第一弹簧的压力下，插接块的一端插入此时对应的卡槽内，对驱动杆进行转动限位，此时完成对岩石节理试样下盘的定位，定位简单便捷，有效的提高了定位效率。
15.2、本发明提供一种岩石节理面倾斜试验装置，为了降低人力的消耗的同时提高试验的准确性，通过第二电机、第一齿轮与第二齿轮的设置，可在试验时，启动第二电机带动第一齿轮转动，而第一齿轮与第二齿轮啮合连接，进而驱动传动杆带动测试板转动，以提高试验数据的准确性与精准性，为了测试岩石节理试样在不同角度的倾斜的实验数据，启动电机，并配合第一锥齿轮与第二锥齿轮带动测试盘转动，进而进行岩石节理试样的角度调节，同时通过限位环的设置，对倾斜时的测试盘提供支撑，降低定位杆的压力。
16.3、本发明提供一种岩石节理面倾斜试验装置，为了避免岩石节理试样嵌入测试盘内不便取出，也为了岩石节理试样在测试后的取出与更换，可在驱动槽的内底壁转动连接有螺纹套管，螺纹套管的外壁固定连接有第三齿轮，第三齿轮与从动齿轮啮合连接，螺纹套管内螺纹连接有丝杆，丝杆的顶端延伸出螺纹套管并通过连接块固定连接有升降板，即在
驱动杆带动从动齿轮转动的同时，第三齿轮带动螺纹套管同步转动，丝杆同步提高连接块带动升降板上升或是下降，进而将岩石节理试样放入或是推出测试盘内，避免岩石节理试样表面光滑而不便取出。
附图说明
17.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1是本发明的立体图；图2是本发明中定位板的立体图；图3是本发明中定位板的剖面结构示意图；图4是本发明中测试盘的立体图；图5是本发明中测试盘的剖面结构示意图之一；图6是本发明中测试盘的剖面结构示意图之二；图7是本发明中固定板的立体图；图8是本发明图4中处的结构示意图。。
18.图例说明：1、底座；2、定位板；3、测试板；4、传动杆；5、凹槽；6、定位杆；7、测试盘；8、定位机构；81、驱动槽；82、放置槽；83、内齿轮；84、驱动杆；85、从动齿轮；86、齿条；87、夹持块；88、滑动块；89、第一弹簧；9、插接块；10、防护板；11、辅助板；12、第一电机；13、第一锥齿轮；14、第二锥齿轮；15、限位环；16、标注块；17、刻度线；18、第二电机；19、第一齿轮；20、第二齿轮；21、固定板；22、缓冲板；23、第二弹簧；24、螺纹套管；25、第三齿轮；26、丝杆；27、升降板。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
20.下面给出具体实施例。
21.请参阅图1-图8，本发明提供一种岩石节理面倾斜试验装置，包括底座1；所述底座1顶部的一侧固定连接有定位板2，所述定位板2的顶部开设有定位槽，所述定位槽内设置有测试板3，所述测试板3的一侧面固定连接有传动杆4，所述测试板3的顶部开设有凹槽5，所述凹槽5的内底壁转动连接有定位杆6，所述定位杆6的顶端延伸出凹槽5并固定连接有测试盘7；所述测试盘7上设置有定位机构8，所述定位机构8包括开设在测试盘7内的驱动槽81，所述测试盘7的顶部开设有与驱动槽81相连通的放置槽82，所述驱动槽81内转动连接有内齿轮83，所述驱动槽81的内底壁转动连接有驱动杆84，所述驱动杆84的顶端贯穿测试盘7并与外界连通，所述驱动杆84位于驱动槽81内的外壁上固定连接有从动齿轮85，所述从动齿轮85与内齿轮83啮合连接，所述驱动槽81内滑动连接有齿条86，所述齿条86与从动齿轮85啮合连接，所述齿条86的一端固定连接有夹持块87，所述齿条86的另一端测试盘7与外界
连通，所述驱动杆84内开设有限位槽，所述限位槽内滑动连接有滑动块88，所述驱动杆84的外壁开设有与限位槽相连通的滑动槽，所述滑动块88的一端延伸出滑动槽并固定连接有卡接块，所述卡接块的一端插设至测试盘7顶部开设的卡槽内，所述滑动块88的顶端通过第一弹簧89与限位槽的内顶壁弹性连接；为了提高对岩石节理试样的定位效率，可先将测试板3转为水平状态，并将预先预制好的圆形岩石节理试样的下盘放入测试盘7内，并通过定位机构8的设置，多个拉动此驱动杆84上的滑动块88与卡接块，使得卡接块的一端脱离卡槽，同时滑动块88对第一弹簧89施加压力，随后转动该驱动杆84带动与其对应连接的从动齿轮85转动，而从动齿轮85与齿条86啮合连接，继而齿条86同步带动夹持块87移动，而从动齿轮85与内齿轮83啮合连接，即可通过转动单个驱动杆84带动多个驱动杆84与从动齿轮85转动，使得多个齿条86带动夹持块87同步移动并对岩石节理试样进行夹持定位，此时可松开对滑动块88与插接块9的拉力，在第一弹簧89的压力下，插接块9的一端插入此时对应的卡槽内，对驱动杆84进行转动限位，此时完成对岩石节理试样下盘的定位，定位简单便捷，有效的提高了定位效率，并可将岩石节理试样的上盘对应覆盖在圆盘形节理试样的下盘上，即可驱动或推动测试板3转动，直至岩石节节理试样的上盘发生滑动，记录此时相应的数据，并进行多次测试。
22.进一步的，如图6所示，所述驱动槽81的内底壁固定连接有插接块9，所述插接块9的顶端插设至齿条86底部开设的导向槽内。为了避免齿条86在移动过程中出现位移或是偏移，在驱动槽81的内底壁固定连接有插接块9，插接块9的顶端插设至齿条86底部开设的导向槽内对齿条86的移动进行定位与导向。
23.进一步的，如图1和图2所示，所述测试板3顶部的一侧固定连接有防护板10，所述防护板10的外壁设置有缓冲垫，所述测试板3的顶部固定连接有辅助板11，所述辅助板11设置有两组，且两组辅助板11对称分布。为了避免因测试板3转动过度造成圆形岩石节理面上盘滑落到地上，在测试板3顶部的一侧固定连接有防护板10，并配合两个辅助板11，对掉落的岩石节理上盘进行限位。
24.进一步的，如图3所示，所述凹槽5的内底壁固定连接有第一电机12，所述第一电机12的输出端固定连接有第一锥齿轮13，所述定位杆6的外壁固定连接有第二锥齿轮14，所述第一锥齿轮13与第二锥齿轮14啮合连接，所述测试盘7的底部固定连接有限位环15，所述限位环15的底端插设凹槽5内。为了测试岩石节理试样在不同角度的倾斜的实验数据，在凹槽5的内底壁固定连接有第一电机12，第一电机12的输出端固定连接有第一锥齿轮13，定位杆6的外壁固定连接有第二锥齿轮14，即在对岩石节理试样定位后，需要进行相应的角度测试试样时，可启动电机，并配合第一锥齿轮13与第二锥齿轮14带动测试盘7转动，进而进行岩石节理试样的角度调节，同时通过限位环15的设置，对倾斜时的测试盘7提供支撑，降低定位杆6的压力。
25.进一步的，如图1和图2所示，所述测试板3的顶部固定连接有标注块16，所述标注块16设置为l形，所述测试盘7的顶部设置有刻度线17。为了更直观的得到观测数据，即测试盘7的转动角度，可在测试板3的顶部固定连接有标注块16，配合测试盘7上的刻度线17，使得标注块16对应测试盘7上转动调节的角度数值，便于后续的记录与测算。
26.进一步的，如图1所示，所述底座1的顶部固定连接有第二电机18，所述第二电机18的输出端固定连接有第一齿轮19，所述传动杆4的外壁固定连接有第二齿轮20，所述第一齿
轮19与第二齿轮20啮合连接。为了降低人力的消耗的同时提高试验的准确性，通过第二电机18、第一齿轮19与第二齿轮20的设置，可在试验时，启动第二电机18带动第一齿轮19转动，而第一齿轮19与第二齿轮20啮合连接，进而驱动传动杆4带动测试板3转动，以提高试验数据的准确性与精准性。
27.进一步的，如图1和图7所示，所述底座1的顶部固定连接有固定板21，所述固定板21的顶部开设有缓冲槽，所述缓冲槽内滑动连接有缓冲板22，所述缓冲板22的底端通过第二弹簧23与缓冲槽的内底壁弹性连接，所述缓冲板22的顶部设置有橡胶垫。为了避免第二电机18损伤，造成测试板3突然下落造成测试板3与岩石节理试样出现损伤，在底座1的顶部固定连接有固定板21，固定板21的顶部开设有缓冲槽，缓冲槽内滑动连接有缓冲板22，缓冲板22的底端通过第二弹簧23与缓冲槽的内底壁弹性连接，第二弹簧23设置为阻尼弹簧，进而可在测试板3突然下落时对测试板3起到一定的支撑与缓冲作用，降低突然下落造成的冲击的影响。
28.进一步的，如图5和图6所示，所述驱动槽81的内底壁转动连接有螺纹套管24，所述螺纹套管24的外壁固定连接有第三齿轮25，所述第三齿轮25与从动齿轮85啮合连接，所述螺纹套管24内螺纹连接有丝杆26，所述丝杆26的顶端延伸出螺纹套管24并通过连接块固定连接有升降板27，所述丝杆26的底端贯穿测试盘7并延伸至凹槽5内。为了避免岩石节理试样嵌入测试盘7内不便取出，也为了岩石节理试样在测试后的取出与更换，可在驱动槽81的内底壁转动连接有螺纹套管24，螺纹套管24的外壁固定连接有第三齿轮25，第三齿轮25与从动齿轮85啮合连接，螺纹套管24内螺纹连接有丝杆26，丝杆26的顶端延伸出螺纹套管24并通过连接块固定连接有升降板27，即在驱动杆84带动从动齿轮85转动的同时，第三齿轮25带动螺纹套管24同步转动，丝杆26同步提高连接块带动升降板27上升或是下降，进而将岩石节理试样放入或是推出测试盘7内，避免岩石节理试样表面光滑而不便取出。
29.工作原理：先将测试板3转为水平状态，并将预先预制好的圆形岩石节理试样的下盘放入测试盘7内，并通过定位机构8的设置，多个拉动此驱动杆84上的滑动块88与卡接块，使得卡接块的一端脱离卡槽，同时滑动块88对第一弹簧89施加压力，随后转动该驱动杆84带动与其对应连接的从动齿轮85转动，而从动齿轮85与齿条86啮合连接，继而齿条86同步带动夹持块87移动，而从动齿轮85与内齿轮83啮合连接，即可通过转动单个驱动杆84带动多个驱动杆84与从动齿轮85转动，使得多个齿条86带动夹持块87同步移动并对岩石节理试样进行夹持定位，此时可松开对滑动块88与插接块9的拉力，在第一弹簧89的压力下，插接块9的一端插入此时对应的卡槽内，对驱动杆84进行转动限位，此时完成对岩石节理试样下盘的定位，定位简单便捷，有效的提高了定位效率，并可将岩石节理试样的上盘对应覆盖在圆盘形节理试样的下盘上，即可驱动或推动测试板3转动，直至岩石节节理试样的上盘发生滑动，记录此时相应的数据，并进行多次测试，在驱动杆84带动从动齿轮85转动的同时，第三齿轮25带动螺纹套管24同步转动，丝杆26同步提高连接块带动升降板27上升或是下降，进而将岩石节理试样放入或是推出测试盘7内，避免岩石节理试样表面光滑而不便取出，需要进行相应的角度测试试样时，可启动电机，并配合第一锥齿轮13与第二锥齿轮14带动测试盘7转动，进而进行岩石节理试样的角度调节，同时通过限位环15的设置，对倾斜时的测试盘7提供支撑，降低定位杆6的压力。
30.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术
人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

技术特征：
1.一种岩石节理面倾斜试验装置，包括底座（1）；所述底座（1）顶部的一侧固定连接有定位板（2），所述定位板（2）的顶部开设有定位槽，所述定位槽内设置有测试板（3），所述测试板（3）的一侧面固定连接有传动杆（4），所述测试板（3）的顶部开设有凹槽（5），所述凹槽（5）的内底壁转动连接有定位杆（6），所述定位杆（6）的顶端延伸出凹槽（5）并固定连接有测试盘（7），其特征在于；所述测试盘（7）上设置有定位机构（8），所述定位机构（8）包括开设在测试盘（7）内的驱动槽（81），所述测试盘（7）的顶部开设有与驱动槽（81）相连通的放置槽（82），所述驱动槽（81）内转动连接有内齿轮（83），所述驱动槽（81）的内底壁转动连接有驱动杆（84），所述驱动杆（84）的顶端贯穿测试盘（7）并与外界连通，所述驱动杆（84）位于驱动槽（81）内的外壁上固定连接有从动齿轮（85），所述从动齿轮（85）与内齿轮（83）啮合连接，所述驱动槽（81）内滑动连接有齿条（86），所述齿条（86）与从动齿轮（85）啮合连接，所述齿条（86）的一端固定连接有夹持块（87），所述齿条（86）的另一端测试盘（7）与外界连通，所述驱动杆（84）内开设有限位槽，所述限位槽内滑动连接有滑动块（88），所述驱动杆（84）的外壁开设有与限位槽相连通的滑动槽，所述滑动块（88）的一端延伸出滑动槽并固定连接有卡接块，所述卡接块的一端插设至测试盘（7）顶部开设的卡槽内，所述滑动块（88）的顶端通过第一弹簧（89）与限位槽的内顶壁弹性连接。2.根据权利要求1所述的一种岩石节理面倾斜试验装置，其特征在于：所述驱动槽（81）的内底壁固定连接有插接块（9），所述插接块（9）的顶端插设至齿条（86）底部开设的导向槽内。3.根据权利要求2所述的一种岩石节理面倾斜试验装置，其特征在于：所述测试板（3）顶部的一侧固定连接有防护板（10），所述防护板（10）的外壁设置有缓冲垫，所述测试板（3）的顶部固定连接有辅助板（11），所述辅助板（11）设置有两组，且两组辅助板（11）对称分布。4.根据权利要求3所述的一种岩石节理面倾斜试验装置，其特征在于：所述凹槽（5）的内底壁固定连接有第一电机（12），所述第一电机（12）的输出端固定连接有第一锥齿轮（13），所述定位杆（6）的外壁固定连接有第二锥齿轮（14），所述第一锥齿轮（13）与第二锥齿轮（14）啮合连接，所述测试盘（7）的底部固定连接有限位环（15），所述限位环（15）的底端插设凹槽（5）内。5.根据权利要求4所述的一种岩石节理面倾斜试验装置，其特征在于：所述测试板（3）的顶部固定连接有标注块（16），所述标注块（16）设置为l形，所述测试盘（7）的顶部设置有刻度线（17）。6.根据权利要求5所述的一种岩石节理面倾斜试验装置，其特征在于：所述底座（1）的顶部固定连接有第二电机（18），所述第二电机（18）的输出端固定连接有第一齿轮（19），所述传动杆（4）的外壁固定连接有第二齿轮（20），所述第一齿轮（19）与第二齿轮（20）啮合连接。7.根据权利要求6所述的一种岩石节理面倾斜试验装置，其特征在于：所述底座（1）的顶部固定连接有固定板（21），所述固定板（21）的顶部开设有缓冲槽，所述缓冲槽内滑动连接有缓冲板（22），所述缓冲板（22）的底端通过第二弹簧（23）与缓冲槽的内底壁弹性连接，所述缓冲板（22）的顶部设置有橡胶垫。8.根据权利要求7所述的一种岩石节理面倾斜试验装置，其特征在于：所述驱动槽（81）
的内底壁转动连接有螺纹套管（24），所述螺纹套管（24）的外壁固定连接有第三齿轮（25），所述第三齿轮（25）与从动齿轮（85）啮合连接，所述螺纹套管（24）内螺纹连接有丝杆（26），所述丝杆（26）的顶端延伸出螺纹套管（24）并通过连接块固定连接有升降板（27），所述丝杆（26）的底端贯穿测试盘（7）并延伸至凹槽（5）内。

技术总结
本发明属于岩石节理面倾斜试验装置技术领域，具体的说是一种岩石节理面倾斜试验装置，包括底座；所述底座顶部的一侧固定连接有定位板，所述定位板的顶部开设有定位槽；通过定位机构的设置，拉动此驱动杆上的滑动块与插接块，使得插接块的一端脱离卡槽，随后转动该驱动杆带动从动齿轮转动，齿条同步带动夹持块移动，通过转动单个驱动杆带动多个驱动杆与从动齿轮转动，多个齿条带动夹持块同步移动并对岩石节理试样进行夹持定位，此时可松开对滑动块与插接块的拉力，在第一弹簧的压力下，插接块的一端插入此时对应的卡槽内，对驱动杆进行转动限位，此时完成对岩石节理试样下盘的定位，定位简单便捷，有效的提高了定位效率。有效的提高了定位效率。有效的提高了定位效率。


技术研发人员：郇久阳 李美姝 万志文 赵宜舒 朱晓月 胡梦蝶 孔曦骏
受保护的技术使用者：扬州工业职业技术学院
技术研发日：2023.08.02
技术公布日：2023/10/6