一种岩土体抗拉检测器及检测方法

本发明涉及岩土检测，更具体地说，它涉及一种岩土体抗拉检测器及检测方法。

背景技术：

1、岩土体抗拉强度是岩土体物理力学性质之一，指岩土体试件在拉应力作用下破坏时，与拉力垂直的断面上的平均拉应力。

2、目前常见的岩土体抗拉检测设备，多是针对岩土体结构进行设计夹具或基于夹具结构将岩土体进行试件制作，但这两种方式分别存在以下弊端，基于岩土体结构设计夹具并制作的成本较高，且耗时较长，而基于现有夹具结构对岩土体形状进行适配修整时，则有可能会导致岩土体内部颗粒骨架受到影响，从而导致其内部骨架颗粒间微观结合力出现波动，进而导致岩土体抗拉强度检测数据出现误差。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种岩土体抗拉检测器及检测方法。

2、本发明提供了一种岩土体抗拉检测器，包括：

3、旋转支撑平台，所述旋转支撑平台用于支撑待检测岩土体并驱使其绕旋转支撑平台上设定竖向中轴线转动设定角度；

4、连接在旋转支撑平台上的顶压限位机构，所述顶压限位机构用于向待检测岩土体上施加沿旋转支撑平台上设定竖向中轴线方向的设定数值的压力；

5、两组对称设于旋转支撑平台两侧的轴向拉力施加机构，所述轴向拉力施加机构包括轴向拉力组件以及连接在轴向拉力组件上的拉力检测组件；

6、两组自控式夹持机构，两组所述自控式夹持机构分别连接在拉力检测组件上，所述拉力检测组件用于获取轴向拉力组件对相应的自控式夹持机构施加的拉力数值，所述自控式夹持机构包括横轴转动组件、滑动连接在横轴转动组件上的若干个随动式直线移动组件、连接在随动式直线移动组件上的伸缩式限位组件以及连接在伸缩式限位组件上的预应力检测组件，所述横轴转动组件的横向中轴线与旋转支撑平台上设定竖向中轴线垂直交叉，随动式直线移动组件与横轴转动组件的横向中轴线平行设置，所述预应力检测组件用于与待检测岩土体接触产生设定数值的压力并于设定时间段内实时监测压力变化数值。

7、作为本发明的进一步优化方案，所述旋转支撑平台包括支撑架一、固定连接在支撑架一上的支撑架二、固定连接在支撑架二上端的支承座、活动连接在支承座上的活动平台、固定安装在支撑架一底部的电机一和角度传感器一、连接在电机一输出轴端的齿轮一以及连接在活动平台底部的齿轮二，所述齿轮一与齿轮二相啮合，所述角度传感器一用于获取齿轮二的旋转角度，所述活动平台用于支撑待检测岩土体。

8、作为本发明的进一步优化方案，所述顶压限位机构包括支撑架三、连接在支撑架三底部的直线伸缩组件、固定安装在支撑架三顶部的电机二以及连接在直线伸缩组件移动端的柔性阻尼片一，所述支撑架三固定连接在支撑架一上，所述支撑架三位于活动平台的正上方，所述电机二用于驱使直线伸缩组件的移动端朝向或远离活动平台的方向移动；

9、所述直线伸缩组件包括固定连接在支撑架三底部的固定套管、滑动连接在固定套管内的活动管以及与活动管螺纹连接的螺杆，所述螺杆的一端与电机二的输出轴端连接，所述柔性阻尼片一连接在活动管上。

10、作为本发明的进一步优化方案，所述轴向拉力组件包括直线轨道一、固定安装在直线轨道一一端的电机三、对称安装在直线轨道一上的两个轴承架一、活动连接在两个轴承架一之间的丝杆一以及滑动连接在直线轨道一上的滑块一，所述丝杆一的一端与电机三的输出轴端连接，所述拉力检测组件连接在滑块一上。

11、作为本发明的进一步优化方案，所述拉力检测组件包括拉力计、连接在拉力计上的连接杆以及连接在连接杆另一端的支撑架四，所述拉力计连接在滑块一上，所述拉力计和支撑架四上均设有供丝杆一穿过的穿孔，所述支撑架四与直线轨道一滑动连接，所述横轴转动组件连接在支撑架四上。

12、作为本发明的进一步优化方案，所述横轴转动组件包括支撑架五、连接在支撑架五上的支撑架六、固定安装在支撑架六上的电机四、连接在电机四输出轴端的蜗杆、活动连接在支撑架五上的集成式传动轴、固定连接在集成式传动轴一端的蜗轮、固定连接在集成式传动轴另一端的同步板以及设于同步板上的若干个弧形滑动槽，所述蜗杆与蜗轮相啮合，所述集成式传动轴的中轴线与活动平台的中轴线垂直交叉，若干个所述弧形滑动槽均匀分布在同步板上，若干个所述随动式直线移动组件分别滑动连接在相应的弧形滑动槽处。

13、作为本发明的进一步优化方案，所述随动式直线移动组件包括阻尼式限位滑板、固定安装在阻尼式限位滑板一端的电机五、固定连接在阻尼式限位滑板另一端的直线轨道二、活动连接在直线轨道二内壁上的丝杆二以及螺纹连接在丝杆二上的滑块三，所述丝杆二的一端贯穿阻尼式限位滑板并与电机五的输出轴端连接，所述阻尼式限位滑板滑动连接在弧形滑动槽处。

14、作为本发明的进一步优化方案，所述伸缩式限位组件包括伸缩缸以及连接在伸缩缸输出端的导向杆，所述伸缩缸包括电动伸缩杆或液压缸。

15、作为本发明的进一步优化方案，所述预应力检测组件包括固定连接在伸缩缸输出端的压力传感器、滑动连接在导向杆上的滑动架、连接在压力传感器和滑动架之间的弹簧、连接在滑动架上的压板以及连接在压板上的柔性阻尼片二，所述压力传感器套设于导向杆的外部。

16、一种岩土体抗拉检测方法，采用如上述的一种岩土体抗拉检测器，包括以下步骤：

17、步骤一、将待检测岩土体置于旋转支撑平台上；

18、步骤二、通过顶压限位机构对置于旋转支撑平台上的待检测岩土体施加设定数值的压力，使待检测岩土体限位固定于旋转支撑平台上；

19、步骤三、控制多个伸缩式限位组件驱使预应力检测组件朝向待检测岩土体处移动，直至预应力检测组件与待检测岩土体接触并产生设定数值的压力，实时获取预设时间段内的压力数值，若压力数值未发生变化，则判定当前预应力检测组件与待检测岩土体接触点为可夹持点，若压力数值发生变化，则判定当前预应力检测组件与待检测岩土体接触点为不可夹持点，预设时间后，控制伸缩式限位组件复位；

20、步骤四、控制多个随动式直线移动组件驱使多个伸缩式限位组件沿着横向移动单位距离，并重复步骤三，直至获取当前随动式直线移动组件覆盖范围内的所有与待检测岩土体接触点的判定数据；

21、步骤五、控制横轴转动组件转动单位角度；

22、步骤六、重复步骤三至步骤五，直至横轴转动组件转动角度达到设定值，获取当前待检测岩土体适配随动式直线移动组件长度覆盖一圈的可夹持区域内的所有夹持点的判定数据；

23、步骤七、选择对称的可夹持点，通过横轴转动组件调节相应的随动式直线移动组件移动至对称可夹持点的直线范围处，通过随动式直线移动组件驱使伸缩式限位组件移动至相应的可夹持点处，通过伸缩式限位组件驱使预应力检测组件与待检测岩土体接触并产生设定压力；

24、步骤八，重复步骤七，直至所有的预应力检测组件均与待检测岩土体接触并产生设定压力；

25、步骤九、顶压限位机构复位，控制轴向拉力组件通过拉力检测组件带动相应的横轴转动组件沿着设定方向移动，并记录拉力检测组件获取的拉力变化数值。

26、本发明的有益效果在于：本发明所采用的自控式夹持机构，可以自动化的根据当前待检测的岩土体的结构进行自动化的调整夹持点，不需要对岩土体进行结构处理，可有效的保证当前岩土体的检测数据的准确度，同时在调整夹持点时，可自动化的对岩土体的设定区域内进行遍历式的接触式检测，可自动化识别岩土体上具备足够支撑力的硬质区域，可有效的保证夹持稳定性，降低夹持时造成岩土体变形的概率。