一种钻孔剪切试验用便携式孔壁侧胀提拉剪切装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种钻孔剪切试验用便携式孔壁侧胀提拉剪切装置，包括法向压力施加装置和气压系统，法向压力施加装置包括膨胀体和外侧的剪切刀头，膨胀支座的上侧连接有固定绳，使得该装置能够被吊装在钻孔内，在轴心拉杆的上端通过连接头固定连接有气管，气管的末端固定安装于气压系统的压力泵出气管上，膨胀支座与法向压力施加装置之间设置牵引部件或顶推部件，控制器检测相应的压力传感器的骤变数值作为钻孔提拉剪切试验值。本发明专利技术对于法向压力施加装置的牵引过程，不依赖于地面上的牵引机构。从而减少相应支架、牵引机构的配置部分，使得检测装置整体得以简化。得检测装置整体得以简化。得检测装置整体得以简化。

【技术实现步骤摘要】
一种钻孔剪切试验用便携式孔壁侧胀提拉剪切装置


[0001]本专利技术属于钻孔剪切试验装置
，具体涉及一种钻孔剪切试验用便携式孔壁侧胀提拉剪切装置。

技术介绍

[0002]现有的现场抗剪强度测试装置的上拔力系统，是位于孔外为孔下剪切装置提供上拔力的系统，从上往下依次由底板、上拔力测量装置、传动平台、轴承、涡轮蜗杆、档杆和摇杆组成。
[0003]原样机各部件在现场需进行组装，且上拔力提供的原理是通过手摇丝锥扳手，带动蜗杆、涡轮、档杆等转动带动下方设备往上运动。人工摇动丝锥扳手旋转速度控制在1r/2s
‑
3s由于摇动人员不同时间把握并不准确，且每10圈读数一次，读此10圈时间内称重器显示的最大值，采集器上数据变化速度快，读数人员的读数习惯，不同也会造成读取数据有小量偏差。
[0004]目前现有抗剪强度测试装置普遍采用外支架结构形式，其支架是保证装置水平、位置对中、提供操作空间的必要装置。目前现有设备机型采用的是测绘专业采用的安放水准仪、全站仪所用的三角架，架体本身未带有水准尺等配件，且在现场对中、调平、高度测量较为费时。
[0005]这种现有装置，对于法向压力施加装置的牵引力主要依赖于地面上的牵引机构，牵引机构支撑于地面时，牵引过程依赖于地面的平整度和坚硬程度，若地面不够平整或坚硬程度不够，则牵引支架往往会出现偏斜问题，影响牵引的进一步持续进行。
[0006]需要设置较大的支撑架或折叠架，对于一系列钻孔进行检测，搬运携带过程麻烦。
[0007]以下专利公开可能涉及钻孔剪切试验装置，在此通过引用将它们的公开并入，如公开号为CN113702211A的用于钻孔剪切试验的孔壁侧胀旋转剪切装置及试验方法，包括用于支撑装置的安装组件、升降组件和剪切组件；升降组件用于带动剪切组件升降；剪切组件包括钻杆和用于带动钻杆转动且与钻杆一端可拆卸连接的动力装置；剪切单元包括第一探头部和设置在其下方与其连接的第二探头部；还包括穿过第一探头部内伸入第二探头部内的膨胀管；膨胀管连接法向力提供装置； 第二探头部表面设置有沿其径向设置的多个剪切片；剪切片阵列排布，沿第二探头部径向同一直线上的剪切片为一组；相邻两组剪切片中剪切片位置交错排布；相邻两组剪切片之间第二探头部表面设置有沿其径向分布的开口位；该方案可实现旁压试验也可进行剪切试验，且受力性能好。本专利技术的一些实施例使用了其中描述的剪切组件，或加以适当变化，以提供根据本专利技术一些实施例的功能。

技术实现思路

[0008]针对现有的现场抗剪强度测试装置在上拔力系统和支架结构方面存在的缺陷和问题，本专利技术提供一种钻孔剪切试验用便携式孔壁侧胀提拉剪切装置，对于法向压力施加装置的牵引过程，不依赖于地面上的牵引机构，从而减少相应支架、牵引机构的配置部分，
使得检测装置整体得以简化。
[0009]本专利技术解决其技术问题的方案是：采用一种钻孔剪切试验用便携式孔壁侧胀提拉剪切装置，该装置包括法向压力施加装置和气压系统，所述气压系统为法向压力施加装置提供膨胀气压，所述法向压力施加装置包括膨胀体和外侧的剪切刀头，还包括能够套装在钻孔内且位于所述法向压力施加装置上方的膨胀支座，该膨胀支座设置有膨胀驱动机构，在膨胀支座的上侧连接有固定绳，且该固定绳的上端连接有地面临时固定锚杆，该锚杆插入地面，使得该装置能够被吊装在钻孔内，防止该装置掉落，在轴心拉杆的上端，通过连接头固定连接有气管，气管的末端固定安装于气压系统的压力泵出气管上，该膨胀支座与所述法向压力施加装置之间设置牵引部件或顶推部件，并在牵引部件或顶推部件安装有压力传感器，控制器检测压力传感器的骤变数值作为钻孔提拉剪切试验值。
[0010]膨胀支撑座包括轴心拉杆、固定筒、限位挡板、固定座和径插杆，竖向的固定筒的上端壁和下端壁中心分别设置中心轴孔，轴心拉杆竖向贯穿于上下壁的中心轴孔内，轴心拉杆为中空的管状结构，轴心拉杆位于固定筒内腔部分的外侧壁上，从上而下依次固定多层固定座，每层固定座的周边缘分别设置有轴座，每个轴座上通过销轴铰接有径插杆，从而形成了从上而下的多层径插杆组，在固定筒的圆周侧壁上，从上而下依次设置多层侧孔组，每层侧孔组沿圆周分布有多个侧孔，每个侧孔的底部分别有倾斜的导向板，每层径插杆组与相应层的侧孔组位置对应，每个径插杆分别插入相应的侧孔内，从而，采用轴向驱动机构（该处的轴心驱动机构，可以与所述法向压力施加装置形成牵引关系，或者顶推关系，如下文介绍）驱动所述的轴心拉杆向下移动后，能够通过各固定座驱动各径插杆向下移动，进而使得各径插杆在相应的侧孔内被展开，且使得展开后的径插杆的径向跨度明显大于收缩状态的径插杆的径向跨度。
[0011]法向压力施加装置包括上部的膨胀部和下部的推压部，上部的膨胀部包括密封筒、轴心管、压力腔、径推板、径推杆、弧形板和系列刀片，下部的推压部包括下腔体和下活塞，所述的密封筒包括外圆周侧壁和内部的轴心管，且在密封筒与轴向管的上端和下端分别密封固定有上端板和下端板，从而形成了密封腔体，所述的轴心拉杆的下端套装于该轴心管内，在所述轴心管与密封筒外侧壁之间存在多个密封空间，即侧压力腔，共有多对径向板a分别连接于轴心管和密封筒之间，位于两个径向板a之间形成了所述的侧压力腔，在该侧压力腔内匹配套装有径推板，在各径推板的外端沿径向向外延伸有径推杆，各径推杆分别向外贯穿于密封筒侧壁上设置从插孔后，各径推杆的外端分别固定有弧形板，轴心拉杆与轴心管之间存在环形配合间隙，该环形配合间隙的上端和下端分别被环形密封套密封，在所述轴心拉杆的侧壁设置有杆侧孔，在轴心管侧壁设置有管侧孔，从而，使得轴心拉杆的内腔能够同时与多个压力腔的内侧部分连通，推压部的下腔体内侧匹配套装有下活塞，该下活塞将下腔体分割为上部的压力腔和下部的配合腔，同时，所述的轴心拉杆与下活塞交汇处还设置有排气孔，从而，轴心拉杆的内腔与所述压力腔连通，在下腔体的底部设置穿孔并安装有呼吸阀，在所述各弧形板的外侧面，分别固定有一系列剪切刀头。
[0012]将膨胀支座与法向压力施加装置组合在一起是将相应的轴心拉杆固定连通在一起，即套装于膨胀支座的固定筒中心的轴心拉杆，其下端同时套装在所述法向压力施加装置的中心。
[0013]从而，启动压力泵向轴心拉杆内冲入高压气体后，存在以下三个过程，过程（1）高
压气体从轴心拉杆向下流动，首先从所述杆侧孔流出，进入侧压力腔，迫使弧形板及其外侧的各刀片插入钻孔侧壁，此时，密封筒被固定在钻孔侧壁不能滑动，高压气体进入下压力腔内，驱动下活塞相对于下压力腔底板，轴向距离拉大。此时，过程（2），因轴心拉杆向下移动，驱动膨胀支座内侧的各径插杆分别展开且插入钻孔侧壁伸出，下活塞移动程度越大，使得下拉杆轴向拉动程度也越大，确保各径插杆的展开程度也越大，且插入钻孔侧壁的深度也越深，最终使得膨胀支座牢固地固定在所述钻孔内，过程（3），持续充入高压气后，由于膨胀支座和法向压力施加装置的位置都不再发生变化，此时继续充入的高压气体仍然驱动下活塞相对于下压力腔底板移动，由于下活塞被膨胀支座牵引而无法移动，此时只有密封本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钻孔剪切试验用便携式孔壁侧胀提拉剪切装置，包括法向压力施加装置和气压系统，所述气压系统为法向压力施加装置提供膨胀气压，所述法向压力施加装置包括膨胀体和外侧的剪切刀头，其特征在于，还包括能够套装在钻孔内且位于所述法向压力施加装置上方的膨胀支座，该膨胀支座设置有膨胀驱动机构，在膨胀支座的上侧连接有固定绳（8），且该固定绳（8）的上端连接有地面临时固定锚杆（4），该锚杆（4）插入地面，使得该装置能够被吊装在钻孔内，防止该装置掉落，在轴心拉杆（5）的上端，通过连接头（7）固定连接有气管（6），气管（6）的末端固定安装于气压系统的压力泵（3）出气管上，该膨胀支座1与所述法向压力施加装置（2）之间设置牵引部件或顶推部件，并在牵引部件或顶推部件安装有压力传感器，控制器检测压力传感器的骤变数值作为钻孔提拉剪切试验值。2.根据权利要求1所述的钻孔剪切试验用便携式孔壁侧胀提拉剪切装置，其特征在于，膨胀支撑座包括轴心拉杆（5）、固定筒（10）、限位挡板（13）、固定座（14）和径插杆（17），竖向的固定筒（10）的上端壁和下端壁中心分别设置中心轴孔，轴心拉杆（5）竖向贯穿于上下壁的中心轴孔内，轴心拉杆（5）为中空的管状结构，轴心拉杆（5）位于固定筒（10）内腔部分的外侧壁上，从上而下依次固定多层固定座（14），每层固定座（14）的周边缘分别设置有轴座（15），每个轴座（15）上通过销轴（16）铰接有径插杆（17），从而形成了从上而下的多层径插杆组，在固定筒（10）的圆周侧壁上，从上而下依次设置多层侧孔组，每层侧孔组沿圆周分布有多个侧孔，每个侧孔（11）的底部分别有倾斜的导向板（12），每层径插杆组与相应层的侧孔组位置对应，每个径插杆（17）分别插入相应的侧孔（11）内，从而，采用轴向驱动机构（该处的轴心驱动机构，可以与所述法向压力施加装置形成牵引关系，或者顶推关系，如下文介绍）驱动所述的轴心拉杆（5）向下移动后，能够通过各固定座（14）驱动各径插杆（17）向下移动，进而使得各径插杆（17）在相应的侧孔内被展开，且使得展开后的径插杆的径向跨度明显大于收缩状态的径插杆的径向跨度。3.根据权利要求1所述的钻孔剪切试验用便携式孔壁侧胀提拉剪切装置，其特征在于，法向压力施加装置包括上部的膨胀部和下部的推压部，上部的膨胀部包括密封筒（18）、轴心管（19）、压力腔（20）、径推板（21）、径推杆（22）、弧形板（23）和系列刀片（24），下部的推压部包括下腔体和下活塞（27），所述的密封筒（18）包括外圆周侧壁和内部的轴心管，且在密封筒与轴向管的上端和下端分别密封固定有上端板和下端板，从而形成了密封腔体，所述的轴心拉杆（5）的下端套装于该轴心管内，在所述轴心管与密封筒外侧壁之间存在多个密封空间，即侧压力腔（20），共有多对径向板（20a）分别连接于轴心管（19）和密封筒（18）之间，位于两个径向板（20a）之间形成了所述的侧压力腔（20），在该侧压力腔（20）内匹配套装有径推板（21），在各径推板（21）的外端沿径向向外延伸有径推杆（22），各径推杆（22）分别向外贯穿于密封筒（18）侧壁上设置从插孔后，各径推杆的外端分别固定有弧形板（23），...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘琳，邓小宁，陈静，孙延军，胡石磊，李静，翟彦军，王芝明，张欣，姜丽，
申请(专利权)人：中核勘察设计研究有限公司，
类型：发明
国别省市：