【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道施工，具体涉及一种长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置及其使用方法。
技术介绍
1、破碎带是指在地质构造作用下形成的岩层中出现的破碎区域，这些区域内的岩石由于受到应力的作用而发生破裂、碎裂或变形，导致岩石的完整性和稳定性降低。破碎带通常出现在断层、节理密集区、地质构造交界处等地质构造活动频繁的地带。破碎带围岩稳定性分析是地下工程中不可或缺的一环，它对于确保工程的安全性、经济性和环保性具有重要作用。
2、破碎带围岩稳定性分析方式包括接触式与非接触式两大类。接触式就是通过钻孔取样之后肉眼观察，该方式可直观的了解破碎带围岩的大致情况，获得的岩体破碎带信息相对准确并且成本较低，接触式分析的缺点在于整个取样分析过程，需要测取多个点位，工作量大，需要多人协助配合，耗费时间长。此外，在破碎带围岩钻孔取样前，会采用支架进行支护，但由于破碎带情况复杂，钻孔取样时，可能会因震动产生碎石掉落，存在安全隐患。非接触式主要包括声波测速实验，非接触式的分析方法可以在不破坏天然岩体的情况下对地底的岩石信息进行探测，并且操作简单、覆盖的范围广。但是会受到地形的影响，存在一定的噪声影响。
3、目前，为了提高分析结果的准确性，一般会采用接触式与非接触式结合的方式，即在进行声波测速实验后，再钻孔取样并分析。以提高分析结果的准确性，降低因分析结果误差较大而导致影响施工进程。
4、而部分长大隧道（长度超过1000米的隧道）在施工过程中，遇到了存在多处破碎带的情况。目前以机械为主，以人工为辅的钻孔取样取样方式效率较低，导致
技术实现思路
1、本专利技术提供一种长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置及其使用方法，以解决现有技术中稳定性分析过程较长的技术问题。
2、为解决上述问题，本专利技术提供的长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置采用如下技术方案：
3、包括车体；
4、电控箱，其安装在车体上；
5、岩芯取样机构，其安装在电控箱上，岩芯取样机构用于驱动钻杆转动以钻取岩芯，定义钻杆的轴向方向为左右方向；所述岩芯取样机构包括承重台，所述承重台顶部设有朝向后侧的倾斜面，所述倾斜面上固定安装有沿左右方向设置的滑轨，滑轨上滑动装配有滑动底座，滑轨上安装有用于驱动滑动底座移动的驱动机构，滑动底座上固定安装有减速电机，减速电机的输出轴上固定连接有用于连接钻杆的连接轴，连接轴侧壁上固定连接有限位销，所述滑动底座上还安装有用于对连接轴定位的定位结构；
6、钻杆转运机构，其设置在岩芯取样机构后侧，所述钻杆转运机构包括固定安装在车体上的两个动力箱，动力箱顶部铰接有连杆，动力箱内安装有用于驱动连杆转动的驱转结构，所述连杆顶部固定安装有用于抓取并驱动钻杆转动的抓取结构；
7、样品存放机构，其设置在钻杆转运机构后侧，样品存放机构用于存放带有岩芯样品的钻杆；
8、钻杆储放机构，其设置在样品存放机构上方，用于存储、排放钻杆。
9、通过采用上述技术方案，能够实现钻杆的自动安装和拆卸，可远程进行操控，无需人工现场操控设备或取样，大幅降低了安全隐患。承重台顶部设有朝向后侧的倾斜面，使滑轨倾斜设置，能够更好的配合钻杆转运机构，同时与垂直设置的滑轨相比，倾斜设置的滑轨能够更好的支撑滑动底座，降低滑动底座与滑轨的磨损；
10、钻杆转运机构既能够抓取并转运钻杆，还能够驱动钻杆转动，方便钻杆的安装和拆卸。
11、作为进一步地改进，所述动力箱顶部固定安装有铰接块，铰接块内通过轴承连接有铰接轴，所述铰接轴与连杆固定连接，所述驱转结构包括与铰接轴固定连接的从动齿轮，所述动力箱内部固定安装有驱转电机，所述驱动电机的输出轴上固定连接有主动齿轮，所述主动齿轮的与从动齿轮相互啮合。
12、通过采用上述技术方案，驱动抓取结构绕连杆转动，实现钻杆的转运。
13、作为进一步地改进，所述主动齿轮的齿数小于从动齿轮的齿数。
14、通过采用上述技术方案，降低驱动连杆转动所需的力。
15、作为进一步地改进，所述抓取结构包括防护壳，防护壳侧面开设弧形槽，所述弧形槽两侧均转动装配有主动滚轮，所述防护壳内固定安装有用于驱动主动滚轮转动的主动电机；
16、所述弧形槽两侧还设有固定安装在防护壳外侧壁上用于夹紧钻杆的夹紧气缸，夹紧气缸固定连接有与钻杆配合的弧形板，弧形板上转动装配有从动滚轮。
17、通过采用上述技术方案，能够稳定抓取钻杆，钻杆被抓取后，抓取结构限定了钻杆左右方向的自由度，使钻杆无法沿左右方向移动；由于主动滚轮的从动滚轮的设置，钻杆仍可沿轴线转动；方便钻杆的安装和拆卸。
18、作为进一步地改进，所述样品存放机构包括固定安装在车体上的两个存放支架，两存放支架沿左右方向间隔设置，存放支架上安装有输送带，输送带上开设有用于对钻杆限位的限位槽。
19、限位槽用于对钻杆进行限位和定位，防止钻杆在输送带上偏移，输送带用于移动钻杆，当钻杆放置在输送带时，输送带驱动钻杆，使其向后侧移动一个工位，为抓取结构避让，同时为下一根钻杆预留空间。
20、作为进一步地改进，所述钻杆储放机构包括两承重支架，承重支架上滑动装配有可沿前后方向滑动的取料结构，取料结构后侧安装有用于驱动取料结构移动的平移结构，取料结构上方设有用于储放钻杆的储料架。
21、作为进一步地改进，所述取料结构包括滑动架，滑动架侧面顶部固定安装有用于对钻杆限位的分隔板，分隔板前侧设有避让孔，分隔板后侧设有落料孔，分隔板下方设有与滑动架固定连接的导向轨，所述导向轨倾斜设置，导向轨前端低于后端；所述滑动架后侧固定安装有l形的分隔架；
22、所述储料架为凹字形围板，储料架后侧开设有与分隔架配合的通孔；
23、所述取料结构在其滑动行程上具有锁止位和落料位，处于锁止位的取料结构，其分隔板位于储料架下方，以对钻杆限位；处于落料位的取料结构，其滑动架延伸出承重支架，落料孔位于储料架下方，同时分隔架移动至底部钻杆上方，防止上方钻杆下落，底部钻杆落至导向轨并滚动至导向轨前端。
24、通过采用上述技术方案，实现了钻杆的逐根排放，同时，取料结构可以在承重支架上滑动，上料时，取料结构延伸出承重支架，以供抓取结构取料；之后，当岩芯取样完成后，抓取结构将带有岩芯的钻杆取下后，取料结构后退以避让带有岩芯的钻杆，使带有岩芯的钻杆下降至样品存放机构。
25、作为进一步地改进，所述定位结构包括固定安装在滑动底座上的定位气缸，定位气缸的输出端固定连接有定位片，定位片上镶嵌有压力传感器。
26、通过设置定位结构对连接轴定位，方便装配钻杆。
27、一种长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置的使用方法，采用上述的长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置，包括以下步骤：
28、s1，根据破碎带围岩的钻取点，预设长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置的移动轨迹；
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【技术保护点】
1.一种长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置，其特征在于：所述动力箱（41）顶部固定安装有铰接块（42），铰接块（42）内通过轴承连接有铰接轴（421），所述铰接轴（421）与连杆（43）固定连接，所述驱转结构（45）包括与铰接轴（421）固定连接的从动齿轮（451），所述动力箱（41）内部固定安装有驱转电机（453），所述驱动电机的输出轴上固定连接有主动齿轮（452），所述主动齿轮（452）的与从动齿轮（451）相互啮合。
3.根据权利要求2所述的长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置，其特征在于：所述主动齿轮（452）的齿数小于从动齿轮（451）的齿数。
4.根据权利要求1所述的长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置，其特征在于：所述抓取结构（44）包括防护壳（441），防护壳（441）侧面开设弧形槽（442），所述弧形槽（442）两侧均转动装配有主动滚轮（443），所述防护壳（441）内固定安装有用于驱动主动滚轮（443）转动的主动电机；
5.根据权利要求1所述的长
6.根据权利要求1所述的长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置，其特征在于：所述钻杆储放机构（3）包括两承重支架（31），承重支架（31）上滑动装配有可沿前后方向滑动的取料结构（33），取料结构（33）后侧安装有用于驱动取料结构（33）移动的平移结构（32），取料结构（33）上方设有用于储放钻杆的储料架（34）。
7.根据权利要求6所述的长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置，其特征在于：所述取料结构（33）包括滑动架（331），滑动架（331）侧面顶部固定安装有用于对钻杆限位的分隔板（334），分隔板（334）前侧设有避让孔（335），分隔板（334）后侧设有落料孔（332），分隔板（334）下方设有与滑动架（331）固定连接的导向轨（336），所述导向轨（336）倾斜设置，导向轨（336）前端低于后端；所述滑动架（331）后侧固定安装有L形的分隔架（333）；
8.根据权利要求1所述的长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置，其特征在于：所述定位结构（53）包括固定安装在滑动底座（54）上的定位气缸，定位气缸的输出端固定连接有定位片，定位片上镶嵌有压力传感器。
9.一种长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置的使用方法，采用上述权利要求1至8任一项所述的长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置，其特征在于：所述动力箱（41）顶部固定安装有铰接块（42），铰接块（42）内通过轴承连接有铰接轴（421），所述铰接轴（421）与连杆（43）固定连接，所述驱转结构（45）包括与铰接轴（421）固定连接的从动齿轮（451），所述动力箱（41）内部固定安装有驱转电机（453），所述驱动电机的输出轴上固定连接有主动齿轮（452），所述主动齿轮（452）的与从动齿轮（451）相互啮合。
3.根据权利要求2所述的长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置，其特征在于：所述主动齿轮（452）的齿数小于从动齿轮（451）的齿数。
4.根据权利要求1所述的长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置，其特征在于：所述抓取结构（44）包括防护壳（441），防护壳（441）侧面开设弧形槽（442），所述弧形槽（442）两侧均转动装配有主动滚轮（443），所述防护壳（441）内固定安装有用于驱动主动滚轮（443）转动的主动电机；
5.根据权利要求1所述的长大隧道破碎带围岩稳定性分析装置，其特征在于：所述样品存放机构（2）包括固定安装在车体（1）上的两个存放支架（21），两存放支架（21）沿左右方向间隔设置，存放支架（21）上安装有输送带（22），输送带（22...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷爱国，尚江鹏，杨瑞，李二伟，王世明，鲁文学，夏二磊，李保卫，姜春平，杜亚龙，王龙，杨靖宇，
申请(专利权)人：中铁七局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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