一种获取地层摩擦系数的实验系统及其使用方法与流程

本发明涉及地质实验，具体涉及一种获取地层摩擦系数的实验系统及其使用方法。

背景技术：

1、各种地层的摩擦系数获取是地质勘察的重要工作，当前地层的摩擦系数采用直剪实验获得摩擦角，利用μ=tan（α）计算得到，从物理理论中可知，界面的摩擦系数μ与界面两侧的材料粗糙度有关，采用直剪实验获取的摩擦系数，应为相同材料间的摩擦系数，但在工程建设中岩土层的有效摩擦系数是实验土体与另外（水泥、刚材、木材等）的材料接触间产生的，同时直剪实验测量的实验土体的摩擦系数是通过摩尔应力圆间接获得的，与实际工况存在较大差异，且实验样品野外采取后，运回室内制作成标准样品的过程中，容易对样品造成破坏，影响实验数据的准确性，从而使实验所得的摩擦系数的误差较大。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提出一种获取地层摩擦系数的实验系统及其使用方法，可以提高获取地层摩擦系数实验数据的准确性，从而减小实验所得的摩擦系数的误差。

2、本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种获取地层摩擦系数的实验系统，包括实验装置，所述实验装置包括拉杆、横梁、标准板、推力杆、滚轴、若干测力计、若干千斤顶、承压板和位移传感器，所述拉杆固定于实验土体中，拉杆与横梁连接，所述标准板的一端面与实验土体平齐相抵，标准板的另一端面上连接有若干滚轴；

4、所述测力计包括第一测力计和第二测力计，所述千斤顶包括第一千斤顶和第二千斤顶；所述标准板的一侧连接有位移传感器，所述标准板的另一侧连接有第一测力计、推力杆和第一千斤顶并通过第一测力计、推力杆和第一千斤顶与拉杆连接；所述承压板的一端面与滚轴连接，承压板的另一端面与第二测力计和第二千斤顶连接，并通过第二测力计和第二千斤顶与横梁连接；

5、所述第一测力计、第二测力计和位移传感器均通过数据线与中央控制器连接并通过中央控制器与计算机连接。

6、优选的，所述拉杆通过销钉与横梁连接。

7、优选的，所述拉杆上固定连接有第一千斤顶；所述推力杆的一端与第一千斤顶连接，所述推力杆的另一端与第一测力计连接，并通过第一测力计与标准板的一侧连接。

8、优选的，所述横梁上固定连接有第二千斤顶，所述第二千斤顶的一端与第二测力计连接，并通过第二测力计与承压板的顶部连接。

9、另外，本发明提出一种获取地层摩擦系数的实验系统的使用方法，包括以下步骤：

10、s1、选择需要的实验场地；

11、s2、开挖至实验深度，制作式样实验土体；

12、s3、在实验土体上安装拉杆和横梁，在实验土体表面铺设标准板后，标准板上表面铺设多个滚轴，在滚轴上铺设承压板；

13、s4、在承压板的上表面安装第二测力计和第二千斤顶，第二测力计的受力轴线与第二千斤顶的受力轴线重合，受力轴线垂直于承压板；

14、s5、在标准板的一侧安装推力杆、第一测力计和第一千斤顶后，在标准板的另一侧安装位移传感器，推力杆的受力轴线、第一测力计的受力轴线和第一千斤顶的受力轴线重合并平行于标准板的水平截面；

15、s6、将第一测力计、第二测力计和位移传感器通过数据线接入中央控制器并进行核验，核验通过后进行下一步；

16、s7、对第二千斤顶施加所需压力后对第一千斤顶施加推力，同时通过第二测力计和第一测力计分别测量压力和推力的大小以及读取位移传感器的位移大小；

17、s8、通过计算机显示图像并实时观测相关数据是否异常，若存在异常则及时核验；实验完毕后对完整的实验数据进行储存。

18、与现有技术相比，本发明具有以下优点。

19、采用本方案，利用实验装置进行摩擦力大小的测试，通过f=μn计算实验土体摩擦系数，同时对测力计和位移传感器进行现场的自动化采集，通过计算机显示图像可实时观测相关数据是否异常，以提高获取地层摩擦系数实验数据的准确性，从而减小实验所得的摩擦系数的误差。

技术特征：

1.一种获取地层摩擦系数的实验系统，其特征在于：包括实验装置，所述实验装置包括拉杆（2）、横梁（3）、标准板（4）、推力杆（5）、滚轴（6）、若干测力计、若干千斤顶、承压板（9）和位移传感器（10），所述拉杆（2）固定于实验土体（1）中，拉杆（2）与横梁（3）连接，所述标准板（4）的一端面与实验土体（1）平齐相抵，标准板（4）的另一端面上连接有若干滚轴（6）；

2.根据权利要求1所述的一种获取地层摩擦系数的实验系统，其特征在于：所述拉杆（2）通过销钉与横梁（3）连接。

3.根据权利要求2所述的一种获取地层摩擦系数的实验系统，其特征在于：所述拉杆（2）上固定连接有第一千斤顶（8）；所述推力杆（5）的一端与第一千斤顶（8）连接，所述推力杆（5）的另一端与第一测力计（7）连接，并通过第一测力计（7）与标准板（4）的一侧连接。

4.根据权利要求3所述的一种获取地层摩擦系数的实验系统，其特征在于: 所述横梁（3）上固定连接有第二千斤顶（12），所述第二千斤顶（12）的一端与第二测力计（11）连接，并通过第二测力计（11）与承压板（9）的顶部连接。

5.一种如权利要求1-4任选一项所述的获取地层摩擦系数的实验系统的使用方法，其特征在于: 包括以下步骤：

技术总结
本发明提出了一种获取地层摩擦系数的实验系统及其使用方法，包括实验装置，实验装置包括拉杆、横梁、标准板、推力杆、滚轴、第一测力计和第二测力计、第一千斤顶和第二千斤顶、承压板和位移传感器，拉杆固定于实验土体中，拉杆与横梁连接，标准板的一端面与实验土体平齐相抵，标准板的另一端面上连接有若干滚轴；标准板的一侧连接有位移传感器，标准板的另一侧连接有第一测力计、推力杆和第一千斤顶并通过第一测力计、推力杆和第一千斤顶与拉杆连接；承压板的一端面与滚轴连接，承压板的另一端面与第二测力计和第二千斤顶连接，并通过第二测力计和第二千斤顶与横梁连接；第一测力计、第二测力计和位移传感器均通过数据线与计算机连接。

技术研发人员：乔高乾,苏再非,颜文雄,魏欣欣
受保护的技术使用者：广东有色工程勘察设计院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16