本发明专利技术公开了一种用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置，包括水平隔挡板、支撑杆、上环形紧箍和下环形紧箍。通过上、下环形紧箍将支撑杆和水平隔挡板固定在岩体变形试验传力柱上。水平隔挡板包括六块前端为弧形的三角挡板，由纤维增强复合材料、泡沫层和硬橡胶板复合而成的防撞击层和钢质三角骨架组成，每块三角挡板均可契合插入上环形紧箍槽轨内，水平隔挡板具有一定刚度，质量轻、便于安装。每块三角挡板的钢质三角骨架外缘均留有接口，通过螺栓与支撑杆固定，支撑杆的另一端为球头状，可方便插入下环形紧箍的广口球形凹槽内，支撑体系呈三角结构，强度高、稳定性强。具有稳定性好、拆装方便和便于运输的优点。拆装方便和便于运输的优点。拆装方便和便于运输的优点。
【技术实现步骤摘要】
用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置
[0001]本专利技术属于水利水电工程岩体试验领域，尤其是一种用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置。
技术介绍
[0002]为获得岩体的变形性质，试验人员通常需要在隧洞内进行长时间岩体变形试验，一般是基岩面上贴刚性承压板，依靠千斤顶、传力柱等形成垂直系统，通过固定在工字钢上的测表测量承压板变形以获得岩体变形性质。然而在试验过程中，洞顶落石极易干扰试验，不仅影响试验可靠性，还对工作人员生命安全造成很大威胁，主要体现在以下几个方面：
[0003]1、在岩体变形试验过程中，一般采用逐级一次或多次循环法加压，洞顶上钢垫板周围较破碎的岩石在经历反复承压和退压后，极易破碎坠落，对试验人员生命安全产生威胁。
[0004]2、岩体变形试验一般使用千分表测量变形，试验精度可达0.001mm，而洞顶落石砸落到测表、承压板或工字钢都会引起测表的变化，从而影响试验的可靠性。
[0005]3、岩体变形试验持续时间较长，一般需要16h～20h完成，保持长期稳定的测数十分关键。
技术实现思路
[0006]本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置，保障隧洞内顺利进行岩体变形试验，具有强度高、质量轻、稳定性好、实用性强和拆装方便的特点。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置，包括水平隔挡板、上环形紧箍、下环形紧箍和多个支撑杆,防落石装置直接安装在岩体变形试验中由千斤顶和传力柱组成的垂直系统上，上环形紧箍和下环形紧箍分别通过螺栓固定于传力柱上，水平隔挡板插入上环形紧箍，下环形紧箍、支撑杆与水平隔挡板通过机械连接稳定支撑水平隔挡板。
[0008]所述上环形紧箍为对开半圆环状，通过螺栓对接固定在传力柱上；上环形紧箍内侧与传力柱紧密结合，外侧为环形槽轨，便于水平隔挡板契合插入。
[0009]所述水平隔挡板由六块前端为弧形且可以契合插入上环形紧箍的三角挡板组成，三角挡板由钢质三角骨架和嵌在钢质三角骨架表面的防撞击层构成，防撞击层由里层为硬橡胶板、上下两个中间层为泡沫层、上下两个表层为纤维增强复合材料层复合而成，每块三角挡板的钢质骨架外缘两端均留有接口，相邻三角挡板上的两个邻近接口与支撑杆上端固定。
[0010]所述三角挡板相对水平面向内侧倾斜3
°
～6
°
。
[0011]所述支撑杆上端带有螺栓孔，支撑杆下端带有球头。
[0012]所述下环形紧箍为对开半圆环状，通过螺栓对接固定在传力柱上，下环形紧箍上
有六个广口球形凹槽，用于插入支撑杆下端的球头。
[0013]所述相邻三角挡板上的两个邻近接口与支撑杆上端螺栓孔通过螺栓固定。
[0014]本专利技术的有益效果是：本装置可直接安装于岩体变形试验装置的垂直系统上，三角形钢质骨架组成的水平隔挡结构配合支撑杆的垂向支撑，稳定性较强。防撞击层由纤维增强复合材料、泡沫层和硬橡胶板组成，在落石冲击时，挡板能有效减缓瞬时冲击，且避免脆性折断。本装置可通过调整上、下环形紧箍在传力柱上的位置，从而调节水平隔挡板与洞顶之间的距离，减小落石下坠位移，降低冲量，减缓落石二次碰撞产生的冲击。钢质三角骨架、防撞击层、上环形紧箍、下环形紧箍和支撑杆均可拆卸连接，可以成品预制，质量轻、体积小且便于携带。当组件损坏时，能够实现快速更替，既节省时间，又能够避免材料浪费。
附图说明
[0015]图1为本专利技术用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置结构示意图；
[0016]图2为本专利技术用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置的上环形紧箍结构示意图；
[0017]图3为本专利技术用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置的下环形紧箍结构示意图；
[0018]图4为本专利技术用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置的三角挡板结构示意图。
[0019]图5为本专利技术用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置的三角挡板安装示意图；
[0020]图6为本专利技术用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置使用状态示意图。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。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。
[0023]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0024]如图1-6所示，本专利技术的用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置，包括水平隔挡板1、上环形紧箍2、下环形紧箍3和多个支撑杆4,防落石装置直接安装在岩体变形试验中由千斤顶5和传力柱6组成的垂直系统上，上环形紧箍2和下环形紧箍3分别通过螺栓固定于传力柱上，水平隔挡板1插入上环形紧箍2，下环形紧箍3、支撑杆4与水平隔挡板1通过机械连接稳定支撑水平隔挡板1。
[0025]所述上环形紧箍2为对开半圆环状，通过螺栓20对接固定在传力柱6上；上环形紧
箍内侧与传力柱紧密结合，外侧为环形槽轨，便于水平隔挡板1契合插入。
[0026]所述水平隔挡板1由六块前端为弧形且可以契合插入上环形紧箍2的三角挡板7组成，三角挡板由钢质三角骨架8和嵌在钢质三角骨架8槽内的防撞击层9构成，防撞击层9由里层为硬橡胶板12、上下两个中间层为泡沫层11、上下两个表层为纤维增强复合材料层10复合而成，每块三角挡板的钢质骨架外缘两端均留有接口21，相邻三角挡板7上的两个邻近接口与支撑杆4上端固定。
[0027]所述三角挡板7相对水平面向内侧倾斜3
°
～6
°
。
[0028]所述支撑杆4上端带有螺栓孔22，支撑杆下端带有球头14。
[0029]所述下环形紧箍3为对开半圆环状，通过螺栓对接固定在传力柱6上，下环形紧箍上有六个广口球形凹槽13，用于插入支撑杆下端的球头14。
[0030]所述相邻三角挡板7上的两个邻近接口与支撑杆4上端螺栓孔22通过螺栓固定。
[0031]所述纤维增强复合材料层10采用碳纤维复合材本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置，其特征在于，包括水平隔挡板(1)、上环形紧箍(2)、下环形紧箍(3)和多个支撑杆(4),防落石装置直接安装在岩体变形试验中由千斤顶(5)和传力柱(6)组成的垂直系统上，上环形紧箍(2)和下环形紧箍(3)分别通过螺栓固定于传力柱上，水平隔挡板(1)插入上环形紧箍(2)，下环形紧箍(3)、支撑杆(4)与水平隔挡板(1)通过机械连接稳定支撑水平隔挡板(1)。2.根据权利要求1所述隧洞内岩体变形试验的防落石装置，其特征在于，所述上环形紧箍(2)为对开半圆环状，通过螺栓(20)对接固定在传力柱(6)上；上环形紧箍内侧与传力柱紧密结合，外侧为环形槽轨，便于水平隔挡板(1)契合插入。3.根据权利要求1或2所述用于隧洞内岩体变形试验的防落石装置，其特征在于，所述水平隔挡板(1)由六块前端为弧形且可以契合插入上环形紧箍(2)的三角挡板(7)组成，三角挡板由钢质三角骨架(8)和嵌在钢质三角骨架(8)槽内的防撞击层(9)构成，防撞击层(9)由里层为硬橡胶板(...
【专利技术属性】
技术研发人员：司富安，王鹏程，袁淮中，王志良，张学东，李远洋，张嘉军，王昊，罗绪远，吕会娇，
申请(专利权)人：中水北方勘测设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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