一种大尺寸岩体试样试验运输装置及运输方法

1.本发明涉及岩体力学室内试验技术领域，具体为一种大尺寸岩体试样试验运输装置及运输方法。


背景技术：

2.岩体作为复杂的地质体，由岩块及结构面组成，在不同的空间尺寸上，其内部结构和构造的复杂程度不同。由于小尺寸岩石试样尺寸较小，只能用于岩块的试验，很难考虑真实岩体内部结构特征的影响，大尺寸岩体力学试验试验结果在很大程度上比室内小尺寸试样的试验结果更接近真实岩体的力学性质。
3.目前我国岩体力学室内大尺寸试验机能够实现的最小尺寸为30cm
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30cm
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30cm，对于普通花岗岩按照尺寸400mm立方体，密度2.8g/cm3计算试样质量为179.2kg，对于该大尺寸岩体试样，在真三轴试验机内部组装是非常不便的，因此通常是将试样在真三轴试验机外部组装后，再转运至真三轴试验机的试样加载台上，之后试样加载台将试样置于加载腔内，利用加载机构对试样进行加载，但是如何将大尺寸岩体试样便捷转运至试样加载台上是目前亟待解决的一个技术问题。另外，大尺寸岩体试样，在真三轴试验机内部组装及试验完成后，试样碎屑的清除对试验机的空间及对中要求会更高，给试验会带来更多不便，试样取出会存在很多安全隐患，且操作不变。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种大尺寸岩体试样试验运输装置及运输方法，旨在方便的将大尺寸岩体试样运输至真三轴试验机的试样加载台上。
5.为此，本发明实施例一方面提供的大尺寸岩体试样试验运输装置，包括布置在真三轴试验机的试样加载台两侧的一对导轨以及顺着导轨移动的移动小车，所述导轨的一端延伸至所述真三轴试验机外，所述移动小车上设有托架以及带动托架升降的升降机构，所述托架用于承载底板，所述底板上放置有岩体试样；
6.所述移动小车移动至第一位置时，所述托架位于所述真三轴试验机外侧，从而便于岩体试样的安放，所述移动小车移动至第二位置时，所述托架位于所述试样加载台的正上方，所述升降机构能够带动所述托架下降，将所述底板落在所述试样加载台上。
7.具体的，所述底板上位于所述岩体试样的四周设置四块侧向加载板，所述岩体试样的顶部还覆盖有顶部加载板。
8.具体的，所述底板上设有将岩体试样对中安放的试样定位边界画线，所述底板上位于每块所述侧向加载板的外侧均固定设有至少两根支撑杆，每根所述支撑杆上均设有螺纹孔，调节螺栓旋入所述螺纹孔中与对应的所述侧向加载板抵接。
9.具体的，所述托架上设有定位销，所述底板的底部设有与所述定位销匹配的定位孔。
10.具体的，所述导轨上设有对移动小车的运动行程进行限位的行程限位开关。
11.具体的，所述移动小车包括车架、设置于车架上的车轮以及驱动机构。
12.具体的，所述升降机构包括设置在车架上位于所述托架四个角处的四个升降油缸。
13.具体的，所述托架呈u形，所述移动小车移动至第二位置时，所述试样加载台从所述托架的u形开口端插入所述托架中。
14.一种大尺寸岩体试样试验运输方法,包括如下步骤：
15.步骤1、将移动小车移动到第一位置处，并将岩体试样放置在托架上；
16.步骤2、升降机构带动托架抬升，使得岩体试样的高度高于试样加载台高度；
17.步骤3、控制移动小车移动至第二位置处，同时升降机构带动托架下降，使得岩体试样落在试样加载台上，之后将移动小车运动至第一位置处；
18.步骤4、利用真三轴试验机对岩体试样进行加载，加载完成后，移动小车移动到至第二位置处，升降机构带动托架上升，使得底板脱离试样加载台后，移动小车退回至第一位置处，至此整个运输方案结束。
19.与现有技术相比，本发明至少一个实施例具有如下有益效果：当需要进行加载试验时，将移动小车运动至第一位置处，并将承载岩体试样的底板放置在托架上，之后将移动小车运动至第二位置处，升降机构带动托架下降，使得底板落在试样加载台上，移动小车退回至第一位置处，即可利用真三轴试验机对岩体试样进行加载，加载完成后，移动小车移动到至第二位置处，升降机构带动托架上升，使得底板脱离试样加载台后，之后将移动小车退回至第一位置处，即可完成岩体试样的运输，能够方便的将大尺寸岩体试样运输至试样加载台，同时也便于加载破坏后的试样的清理及搬运。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本发明实施例提供的大尺寸岩体试样试验运输装置主视图；
22.图2是本发明实施例提供的大尺寸岩体试样试验运输装置侧视图；
23.图3是本发明实施例提供的大尺寸岩体试样试验运输装置俯视图；
24.其中：1、试样加载台；2、导轨；3、移动小车；301、车架；302、车轮；303、驱动机构；4、托架；5、升降机构；6、底板；7、侧向加载板；8、顶部加载板；9、支撑杆；10、调节螺栓；11、定位销；12、行程限位开关。
具体实施方式
25.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他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
27.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.参见图1-图3，一种大尺寸岩体试样试验运输装置,包括布置在真三轴试验机的试样加载台1两侧的一对导轨2以及顺着导轨2移动的移动小车3，导轨2的一端延伸至真三轴试验机外，移动小车3上设有托架4以及带动托架4升降的升降机构5，托架4用于承载底板6，底板6上放置有岩体试样。
29.移动小车3能够顺着导轨2在第一位置和第二位置之间移动，当移动小车3移动至第一位置时，托架4位于真三轴试验机外侧，从而便于岩体试样的安放，移动小车3移动至第二位置时，托架4位于试样加载台1的正上方，升降机构5能够带动托架4下降，将底板6落在试样加载台1上。
30.本实施例中，当需要进行加载试验时，将移动小车3运动至第一位置处，并将承载岩体试样的底板6放置在托架4上，之后将移动小车3运动至第二位置处，升降机构5带动托架4下降，使得底板6落在试样加载台1上，移动小车3退回至第一位置处，即可利用真三轴试验机对岩体试样进行加载，加载完成后，移动小车3移动到至第二位置处，升降机构5带动托架4上升，使得底板6脱离试样加载台1后，之后将移动小车3退回至第一位置处，即可完成岩体试样的运输，能够方便的将大尺寸岩体试样运输至试样加载台1，同时也便于加载破坏后的试样的清理及搬运。
31.参见图1和图2，在一些实施例中，在底板6上位于岩体试样的四周设置四块侧向加载板7，岩体试样的顶部还覆盖有顶部加载板8，底板6上设有将岩体试样对中安放的试样定位边界画线，底板6上位于每块侧向加载板7的外侧均固定设有至少两根支撑杆9，每根支撑杆9上均设有螺纹孔，调节螺栓10旋入螺纹孔中与对应的侧向加载板7抵接，加载时，利用真三轴试验机的加载油缸直接顶推加载板，即可实现岩体试样的三向五面加载。
32.岩体试样装样时，先将试样放置在底板6上，并通过调节支撑杆9上的螺栓，使得螺栓抵住侧向加载板7，与试样贴合，不仅试样装样方便，而且也有助于固定侧向加载板7，防止加载板发生偏倒，同时在底板6上设有将试样对中安放的试样定位边界画线，通过旋拧螺栓，也方便调整试样位置实现对中，防止试样偏压。
33.本实施例中，能够便于大尺寸岩样的提前对中及岩样的安装，可以提前将试样进行安装完成，且岩样装样空间较大比较便利，装样完成后再运输到真三轴试验机内，极大的便利了岩样的装样。
34.为便于准确的将底板6落在托架4上，在托架4上设有定位销11，底板6的底部设有与定位销11匹配的定位孔。此外，在导轨2上还可以增设对移动小车3的运动行程进行限位的行程限位开关12，通过行程限位开关12可以对移动小车3的运动行程进行限位，从而可以将移动小车3精确的停在第一位置和第二位置处。
35.具体的，移动小车3包括车架301、设置于车架301上的车轮302以及驱动机构303，驱动机构303包括减速机和齿轮机构，齿轮机构主要用于将减速机的动力转换带动移动小车3移动，齿轮机构的齿轮与减速机的带动轴连接，另外一端与齿条啮合，通过齿条提供的反作用力带动移动小车3移动，减速机主要用于给小车移动结构提供动力，其通过遥控可远程进行控制操作，其一端与车架301连接。
36.参见图1和图2，为实现托架4的平稳升降，升降机构5包括设置在车架301上位于托架4四个角处的四个升降油缸，托架4呈u形，移动小车3移动至第二位置时，试样加载台1从托架4的u形开口端插入托架4中，从而可以方便的将底板6落在试样加载台1上。
37.本技术还提供一种大尺寸岩体试样试验运输方法,包括如下步骤：
38.步骤1、将移动小车3移动到第一位置处，并将底板6调运到托架4上；
39.步骤2、采用岩体试样夹具将岩体试样移动到底板6上，试样的位置通过底板6上提前划分的试样定位边界画线来确定，将各个侧向加载板7吊运至底板6上，移动侧向加载板7并靠紧对齐岩体试样，在底板6上安装支撑杆9，调节螺栓10穿过支撑杆9抵靠在侧向加载板7上，防止侧向加载板7发生倾倒，并且通过旋拧调节螺栓10，带动侧向加载板7和岩体试样移动，使得试样调节至底板6的正中心，防止加载过程中试样偏压，
40.步骤3、升降机构5带动托架4抬升，使得底板6的高度高于试样加载台1高度；
41.步骤4、控制移动小车3移动至第二位置处，同时升降机构5带动托架4下降，使得底板6落在试样加载台1上，之后将移动小车3运动至第一位置处；
42.步骤5、利用真三轴试验机对岩体试样进行加载，加载完成后，移动小车3移动到至第二位置处，升降机构5带动托架4上升，使得底板6脱离试样加载台1后，移动小车3退回至第一位置处，升降机构5降低托架4高度，使得托架4全部坐落在车架301体上，至此整个运输方案结束。
43.上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。
44.同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
45.另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
46.上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

技术特征：
1.一种大尺寸岩体试样试验运输装置,其特征在于：包括布置在真三轴试验机的试样加载台(1)两侧的一对导轨(2)以及顺着导轨(2)移动的移动小车(3)，所述导轨(2)的一端延伸至所述真三轴试验机外，所述移动小车(3)上设有托架(4)以及带动托架(4)升降的升降机构(5)，所述托架(4)用于承载底板(6)，所述底板(6)上放置有岩体试样；所述移动小车(3)移动至第一位置时，所述托架(4)位于所述真三轴试验机外侧，从而便于岩体试样的安放，所述移动小车(3)移动至第二位置时，所述托架(4)位于所述试样加载台(1)的正上方，所述升降机构(5)能够带动所述托架(4)下降，将所述底板(6)落在所述试样加载台(1)上。2.根据权利要求1所述的大尺寸岩体试样试验运输装置,其特征在于：所述底板(6)上位于所述岩体试样的四周设置四块侧向加载板(7)，所述岩体试样的顶部还覆盖有顶部加载板(8)。3.根据权利要求3所述的大尺寸岩体试样试验运输装置,其特征在于：所述底板(6)上设有将岩体试样对中安放的试样定位边界画线，所述底板(6)上位于每块所述侧向加载板(7)的外侧均固定设有至少两根支撑杆(9)，每根所述支撑杆(9)上均设有螺纹孔，调节螺栓(10)旋入所述螺纹孔中与对应的所述侧向加载板(7)抵接。4.根据权利要求1所述的大尺寸岩体试样试验运输装置,其特征在于：所述托架(4)上设有定位销(11)，所述底板(6)的底部设有与所述定位销(11)匹配的定位孔。5.根据权利要求1所述的大尺寸岩体试样试验运输装置,其特征在于：所述导轨(2)上设有对移动小车(3)的运动行程进行限位的行程限位开关(12)。6.根据权利要求1所述的大尺寸岩体试样试验运输装置,其特征在于：所述移动小车(3)包括车架(301)、设置于车架(301)上的车轮(302)以及驱动机构(303)。7.根据权利要求6所述的大尺寸岩体试样试验运输装置,其特征在于：所述升降机构(5)包括设置在车架(301)上位于所述托架(4)四个角处的四个升降油缸。8.根据权利要求1所述的大尺寸岩体试样试验运输装置,其特征在于：所述托架(4)呈u形，所述移动小车(3)移动至第二位置时，所述试样加载台(1)从所述托架(4)的u形开口端插入所述托架(4)中。9.一种大尺寸岩体试样试验运输方法,使用权利要求1-7任一项所述的大尺寸岩体试样试验运输装置，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、将移动小车(3)移动到第一位置处，并将放置有岩体试样的底板(6)放置在托架(4)上；步骤2、升降机构(5)带动托架(4)抬升，使得底板(6)的高度高于试样加载台(1)高度；步骤3、控制移动小车(3)移动至第二位置处，同时升降机构(5)带动托架(4)下降，使得底板(6)落在试样加载台(1)上，之后将移动小车(3)运动至第一位置处；步骤4、利用真三轴试验机对岩体试样进行加载，加载完成后，移动小车(3)移动到至第二位置处，升降机构(5)带动托架(4)上升，使得底板(6)脱离试样加载台(1)后，移动小车(3)退回至第一位置处，至此整个运输方案结束。

技术总结
本发明公开了一种大尺寸岩体试样试验运输装置及运输方法，旨在方便的将大尺寸岩体试样运输至真三轴试验机的试样加载台上。为此，本发明提供的大尺寸岩体试样试验运输装置，包括布置在真三轴试验机的试样加载台两侧的一对导轨以及顺着导轨移动的移动小车，所述导轨的一端延伸至所述真三轴试验机外，所述移动小车上设有托架以及带动托架升降的升降机构，所述托架用于承载底板，所述底板上放置有岩体试样；所述移动小车移动至第一位置时，所述托架位于所述真三轴试验机外侧，从而便于岩体试样的安放，所述移动小车移动至第二位置时，所述托架位于所述试样加载台的正上方，所述升降机构能够带动所述托架下降，将所述底板落在所述试样加载台上。试样加载台上。试样加载台上。


技术研发人员：曹平 赵庆雄 孟刚 王鸿哲 邓慧娟 黄璐怡 庞永康 雍伟勋
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：2023.02.07
技术公布日：2023/5/4