岩体直剪试验试件剪切面编录器的制作方法

1.本实用新型涉及建筑工程领域，具体而言，涉及岩体直剪试验试件剪切面编录器。


背景技术：

2.在建筑工程实施的过程中，为了获取相关的岩体物理力学参数，需要在现场进行大量的岩体直剪试验，试验中的试件需进行剪切面的编录，包括剪切面的起伏形态、裂隙发育情况等；目前常规的方法是用卷尺进行现场量测，但使用卷尺测量获得的数据简单，在后期资料整理时，无法准确、直观的还原试件剪切面的真实形态。


技术实现要素：

3.为了解决背景技术中提出的问题，本实用新型提供了一种岩体直剪试验试件剪切面编录器，利用带刻度的标尺，形成三维坐标系对岩体试件进行数据采集，采集到的数据可直接形成三维图形。
4.本实用新型通过下述技术方案实现：
5.岩体直剪试验试件剪切面编录器，包括四根横标尺以及四根竖标尺；四根横标尺依次首尾连接形成矩形框架结构，四根竖标尺分别连接在框架结构的四个角上，且四根竖标尺均垂直矩形框架结构所在平面，四根横标尺表面和四根竖标尺表面均设有刻度标识，使用时将四根竖标尺分别卡接在被测量岩体试件的四周，开始对岩体试件的剪切面进行读数，利用上述编录器得到的数据可直接形成三维图形，帮助工作人员准确、直观的掌握岩体试件剪切面的真实情况，提供数据测量的工作效率。
6.进一步的，四根横标尺包括首尾依次连接的第一横标尺、第二横标尺、第三横标尺以及第四横标尺；第二横标尺和第四横标尺连接在第一横标尺和第三横标尺之间，第二横标尺和第四横标尺两端均固定连接有连接件，多个连接件均与第二横标尺的轴线或第四横标尺的轴线垂直，且多个连接件均位于矩形框架结构所围成的空腔中，连接件上设有通孔，第二横标尺和第四横标尺均通过螺钉与第一横标尺和第三横标尺固定连接；四根竖标尺包括第一竖标尺、第二竖标尺、第三竖标尺以及第四竖标尺，第一竖标尺一端和第二竖标尺一端分别与第一横标尺的两端转动连接，第三竖标尺的一端和第四竖标尺一端分别与第三横标尺的两端转动连接；在不使用上述编录器时，可以将第二横标尺和第四横标尺取下，然后转动四根竖标尺，使得竖标尺和对应的横标尺重叠，拆卸好的编录器便于携带运输。
7.进一步的，四根竖标尺均通过螺栓与需测量的岩体固定连接，固定好的编录器在侧壁岩体试件剪切面数据时会更加稳定，测得的数据会更精确。
8.进一步的，四根横标尺和四根竖标尺均为伸缩结构，伸缩结构包括同轴连接的第一伸缩段、第二伸缩段以及第三伸缩段；设置在第一伸缩段、第二伸缩段以及第三伸缩段上的刻度标识大小依次增加；可伸缩的标尺结构可适应不同尺寸的岩体试件，并且伸缩结构的三个伸缩段上的刻度标识大小是依次增加的，可准确对不同尺寸的岩体试件进行测量。
9.进一步的第一伸缩段的伸缩末端上设有第一通孔，第二伸缩段的伸缩末端上设有
第二通孔，第二伸缩段的伸缩始端上设有与第一通孔适配的第一弹性件，第三伸缩段的伸缩始端上设有与第二通孔适配的第二弹性件；当第三伸缩段位于第二伸缩段内部，第二伸缩段位于第一伸缩段内部时，第一弹性件以及第二弹性件均处于压缩状态；当第二伸缩段朝着远离第一伸缩段的方向伸出时，第一弹性件穿过第一通孔，第一弹性件由压缩状态转变为伸出状态；当第三伸缩段朝着远离第二伸缩段的方向伸出时，第二弹性件穿过第二通孔，第二弹性件由压缩状态转变为伸出状态；当第二伸缩段朝着靠近第一伸缩段的方向缩进时，在第一伸缩段的作用下，第一弹性件由伸出状态转变为压缩状态，与第二伸缩段共同位于第一伸缩段内部；当第三伸缩段朝着靠近第二伸缩段的方向缩进时，在第二伸缩段的作用下，第二弹性件由伸出状态转变为压缩状态，与第三伸缩段共同位于第二伸缩段内部；可单独从第一伸缩段中拉出第二伸缩段、或从第二伸缩段中拉出第三伸缩段，弹性件和通孔配合起到限位作用，保证伸缩结构的稳定性。
10.进一步的，第一弹性件包括第一弹簧和第一圆锥，第二伸缩段上设有容纳第一弹性件的第一凹槽，第一弹簧一端固定连接在第一凹槽，另一端固定连接在第一圆锥底部；第二弹性件包括第二弹簧和第二圆锥，第三伸缩段上设有容纳第二弹性件的第二凹槽，第二弹簧一端固定连接在第二凹槽内部，另一端固定连接在第二圆锥底部；第一弹性件的压缩状态是指第一弹簧处于压缩状态，第一圆锥顶部与第一伸缩段内侧壁抵接，第一弹性件的伸出状态是指第一弹簧处于自然伸长状态，第一圆锥穿过第一通孔；第二弹性件的压缩状态是指第二弹簧处于压缩状态，第二圆锥顶部与第二伸缩段内侧壁抵接，第二弹性件的伸出状态是指第二弹簧处于自然伸长状态，第二圆锥穿过第二通孔。
11.进一步的，第一伸缩段、第二伸缩段以及第三伸缩段的横截面均为矩形结构，矩形结构一方面方便标注尺寸信息，另一方便矩形结构有限位作用，避免伸缩杆转动，从而出现导致弹性件和通孔无法配合的情况。
12.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
13.本实用新型通过利用标尺建立三维坐标系对岩体试件进行数据测量，能够直接得到形成三维图形的三维数据，方便快捷，能够提高测量效率；并且将三维坐标系设置为可拆卸连接和可转动连接，在不使用编录器的时候，能够将编录器的标尺拆卸下来方便携带和运输；另外，还将标尺设置为伸缩结构，可根据现场需测量的岩体试件调整编录器的尺寸的大小，以适配不同的岩体试件，提高编录器的适用范围。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
15.图1为本实用新型实施例的结构图；
16.图2为本实用新型实施例的a处细节图；
17.图3为本实用新型伸缩结构的示意图一；
18.图4为本实用新型伸缩结构的示意图二；
19.图5为本实用新型第一弹性件的结构图。
20.附图中标记及对应的零部件名称：
21.11-第一横标尺，12-第二横标尺，13-第三横标尺，14-第四横标尺，21-第一竖标尺，22-第二竖标尺，23-第三竖标尺，24-第四竖标尺，3-连接件，41-第一伸缩段，42-第二伸缩段，43-第三伸缩段，51-第一圆锥，52-第一弹簧，61-第二圆锥，71-第一通孔，72-第二通孔，8-试件。
具体实施方式
22.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
23.在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实施例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
24.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
25.在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型保护范围的限制。
26.实施例
27.在建筑工程实施的过程中，为了获取相关的岩体物理力学参数，需要在现场进行大量的岩体直剪试验，试验中的试件8需进行剪切面的编录，包括剪切面的起伏形态、裂隙发育情况等，目前常规的方法是用卷尺进行现场量测；但现场采用卷尺测量获得的数据简单，在后期资料整理时，无法准确、直观的还原试件8剪切面的真实形态；会增加后期的工作量并且数据的准确度较低；针对这个情况，发明人提出了设置三维坐标系的结构，直接利用三维坐标对岩体进行测量，获得的数据可直观反应岩体试件8剪切面的真实形态。
28.如图1到图5所示，本实用新型实施例提供的一种岩体直剪试验试件剪切面编录器，包括四根横标尺和四根竖标尺，四根横标尺结构相同，首尾相接形成矩形框架结构，四根竖标尺均垂直于矩形框架所在平面设置，四根竖标尺分别连接在矩形框架结构的四个角上，四根横标尺、四根竖标尺表面均设置有刻度标识，这样就形成了一个三维坐标结构；使用本实施例提供的编录器时，四根竖标尺与地面接触，四根竖标尺将需要被测量的岩体围绕在中间，四根竖标尺上均设置有螺纹孔，通过螺栓或者螺钉与岩体固定连接，固定岩体的位置，方便后续对岩体进行测量，测量出来的数据直接为三维数据，后期根据测得的数据可直接形成三维图形，这样就可以准确、直观地表达出试件8剪切面的真实情况。
29.由于整个三维坐标系的结构占用空间较大，运输携带不方便，而进行岩体直剪试验的工地大部分都位于交通不便的地方，因此，需要对编录器进行改进，使得编录器能够满足方便携带的要求；四根横标尺包括首尾依次连接的第一横标尺11、第二横标尺12、第三横标尺13以及第四横标尺14，第二横标尺12和第四横标尺14均垂直连接在第一横标尺11和第三横标尺13之间，第二横标尺12和第四横标尺14的两端均固定连接有连接件3，连接件3一共有四个，四个连接件3均垂直与第二横标尺12或者第四横标尺14的轴线，并且四个连接件3位于矩形框架结构所围成的空腔中，也就是说，四个连接件3位于编录器的内部，如图1所示，连接件3上设置有通孔，第二横标尺12和第四横标尺14两端均通过螺钉与第一横标尺11和第三横标尺13可拆卸连接，需要使用编录器时，利用螺钉对四根横标尺进行组装，不需要使用时，取下螺钉，将四个横标尺拆卸开来，方便运输携带；四根竖标尺包括第一竖标尺21、第二竖标尺22、第三竖标尺23以及第四竖标尺24，第一竖标尺21的一端与第一横标尺11的一个端部转动连接，第二竖标尺22的一端与第一横标尺11的另一个端部转动连接，第三竖标尺23的一端与第三横标尺13的一个端部转动连接，第四竖标尺24的一端与第三横标尺13的另一个端部转动连接，四者的连接结构均通过转动连接，不需要使用编录器时，将转动连接在一起的标尺转动重叠在一起，方便后续携带。
30.在进行岩体直剪试验的数据测量时，试验件之间是存在尺寸差距的，为了提高编录器的适用性，将组成编录器的四根横标尺和四根竖标尺均设置为伸缩结构，伸缩结构的具体结构如图3和图4所示，伸缩结构包括同轴连接的第一伸缩段41、第二伸缩段42以及第三伸缩段43，三个伸缩段均为空心长方体结构，第二伸缩段42可以刚好插入第一伸缩段41的内腔中，第二伸缩段42的体积和第一伸缩段41的内腔大小相等，第三伸缩段43可以刚好插入第二伸缩段42的内腔中，第三伸缩段43的体积和第二伸缩段42的内腔大小相等，设置在第一伸缩段41、第二伸缩段42以及第三伸缩段43上的刻度标识依次增加，在本实施例中，伸缩结构共有三段，在其他实施例中，伸缩结构可以有四段、五段或者其他数量；在使用本实施例提供的编录器时，当需要扩大编录器的整体结构，则将第二伸缩段42从第一伸缩段41中拉出，延长标尺上的刻度标识，增大编录器的测量范围，下一次需要增大编录器的整体结构时，将第三伸缩段43从第二伸缩段42中拉出即可。
31.伸缩结构的具体结构如图3和图4所示，第一伸缩段41的伸缩末端上设有第一通孔71，第二伸缩段42的伸缩末端上设有第二通孔72，第二伸缩段42的伸缩始端上设有与第一通孔71适配的第一弹性件，第三伸缩段43的伸缩始端上设有与第二通孔72适配的第二弹性件，伸缩始端是指任一伸缩段上刻度标识小的那端，伸缩末端是指任一伸缩段上刻度标识大的那端。
32.当第二伸缩段42位于第一伸缩段41内部，并且第三伸缩段43位于第二伸缩段42内部时，第一弹性件和第二弹性均为压缩状态；当第二伸缩段42朝着远离第一伸缩段41的方向伸出时，在伸出过程中，第一弹性件沿着第一伸缩段41内壁滑动，当滑动到第一通孔71的位置时，第一弹性件穿过第一通孔71，此时第一弹性件由压缩状态转变为伸出状态，第二伸缩段42被固定在第一伸缩段41上，同样的，当第三伸缩段43朝着远离第二伸缩段42的方向伸出时，在伸出过程中，第二弹性件沿着第二伸缩段42的内壁滑动，当滑动到第二通孔72的位置时，第二弹性件穿过第二通孔72，此时第二弹性件由压缩状态转变为伸出状态，第三伸缩段43被固定在第二伸缩段42上，伸缩结构完成伸出。
33.伸缩结构缩进时，第二伸缩段42朝着靠近第一伸缩段41的方向缩进，在第一伸缩段41的第一通孔71边沿的作用下，第一弹性件被压缩，由伸出状态转变为压缩状态，第二伸缩段42在第一伸缩段41上的固定结构接触，第二伸缩段42可朝着第一伸缩段41内部缩进，第二伸缩段42缩进时，第一弹性件在第一伸缩段41内部沿着第一伸缩段41的内壁滑动；第三伸缩段43朝着靠近第二伸缩段42的方向缩进，在第二伸缩段42的二通孔边沿的作用下，第二弹性件被压缩，由伸出状态转变为压缩状态，第三伸缩段43在第二伸缩段42上的固定结构接触，第三伸缩段43可朝着第二伸缩段42内部缩进，第三伸缩段43缩进时，第二弹性件在第二伸缩段42内部沿着第二伸缩段42的内壁滑动。
34.第一弹性件包括第一弹簧52和第一圆锥51，第二伸缩段42上设有容纳第一弹性件的第一凹槽，第一弹簧52一端固定连接在第一凹槽，另一端固定连接在第一圆锥51底部；第二弹性件包括第二弹簧和第二圆锥61，第三伸缩段43上设有容纳第二弹性件的第二凹槽，第二弹簧一端固定连接在第二凹槽内部，另一端固定连接在第二圆锥61底部；第一弹性件的压缩状态是指第一弹簧52处于压缩状态，第一圆锥51顶部与第一伸缩段41内侧壁抵接，第一弹性件的伸出状态是指第一弹簧52处于自然伸长状态，第一圆锥51穿过第一通孔71；第二弹性件的压缩状态是指第二弹簧处于压缩状态，第二圆锥61顶部与第二伸缩段42内侧壁抵接，第二弹性件的伸出状态是指第二弹簧处于自然伸长状态，第二圆锥61穿过第二通孔72。
35.圆锥结构可以在伸缩结构伸缩的时候减少阻力，使得弹性件可以轻松从伸出状态转变为压缩状态。
36.使用本实施例提供的编录器时，首先大致判断需要被测量的岩体的体积，然后对标尺进行伸缩，确定好三维坐标系的尺寸大小，然后开始组装，将横标尺和竖标尺之间的位置转动到相互垂直的结构，然后将第二横标尺12以及第四横标尺14利用螺钉连接在第三横标尺13和第一横标尺11之间，为了简化结构，可以将横标尺和竖标尺之间的转轴设置为螺纹结构，利用螺纹结构穿过连接件3上的通孔，然后利用螺帽固定，这样可简化编录器整体的结构，也可以将连接件3与横标尺的连接结构与横标尺、竖标尺之间的转动结构分开设置；利用本实施例提供的编录器，可以形成与需测量的岩体体积大小适配的坐标结构，使得最后测得的数据可以直接形成三维图形，这样可以方便、快速、直观地掌握岩体试件8剪切面的情况，提高工作效率。
37.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。