专利名称：山体内大型压力测试装备及测试方法
技术领域：
本发明涉及材料的测试装备及测试方法，尤其涉及大型材料测试用的山体内大型 压力测试装备及测试方法。
背景技术：
现有的压力测试装备多采用钢梁制作门架，如图3所示，压力设备83都安装在钢 制的门架82上，要求门架82具有非常高的强度以及较强的抗疲劳性能，以抵抗设备的反作 用力。因此，门架82大都采用大型的钢材搭成，钢架82还设置基座81，测试材料8设置在 基座81上，由于受制于钢架82的限制，门架的大小容易收到限制，从而也限定了测试材料 只能够选择小于门架的才能进行测试。再比如，因为采用钢梁作为门架，首先增加测试的生 产成本，其次，由于钢材易变形及疲劳，使设备功能及达到的功能受到影响。采用原有的测 试方法，主要通过将测试的数据按照一定的计算方法进行放大换算，从而估算放大N倍后 的实际尺寸的原材料的力学性能。因此，这种方法只能模糊的判断大致的力学性能的范围， 估算出的相关性能与实际性能相差较大。
发明内容
本发明针对现有技术中采用钢梁制作门架，以抵抗设备的反作用力，具有耗材多， 成本高，且钢材易变形及疲劳，使设备功能及达到的功能受到影响等缺点，提供了一种利用 大自然的优质山体，代替大型设备的结构框架，刚度高，不易疲劳，成本低，得到的压力精 确、稳定的山体内大型压力测试装备及测试方法。为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决
山体内大型压力测试装备，包括压力机组、测试装置以及基座，还包括山洞，山洞设置 在山体内，压力机组、测试装置以及基座设置在山洞内，测试材料设置在基座上，压力机组 包括设置在山洞顶部的至少一台压力机。将压力测试装备设置在山体的山洞内，因此一方 面测试材料不用受到钢梁的门架限定，再者，利用山洞前的空地可以很好的对测试材料进 行调配与运输，非常有利与大型材料的测试。作为优选，所述的山体为连续整体的山体。采用连续整体的山体，可以保证山体有 效的承受压力机组的反作用力，从而将反作用力传递给整个山体。采用这样的设计直接避 免了一般的测试方法利用钢架作为反作用力的承受主体，经过长时间的试验后，钢架容易 疲劳损坏，因此需要经常对钢架进行检测和维护，甚至是更换钢架等麻烦。作为优选，所述的山体材质为花岗岩。选择山体的岩石质地质为花岗岩等比较坚 硬的材质，这样更有利与承受大型压力装备的反作用力，保证测试实验的顺利进行以及确 保测试结果的准确性。作为优选，所述的山洞顶部设置有滑动导轨，压力机设置在滑动导轨上，压力机在 测试材料的上方滑动，并对测试材料的不同部位进行压力测试。山洞内搭建了框架，并且在 山洞顶部设置可供压力机滑动的导轨，因此，压力机可以根据测试材料的位置进行移动，合理的利用了压力机。作为优选，所述的基座上设置有伸缩滚轮，基座上还设置压力传感器，压力传感器 与控制中心的处理器连接，控制中心负责对压力的控制以及对测试材料进行实时的监测。 伸缩滚轮设置在基座上的凹槽内，需要时可以撑开，进行压力测试时收缩或基座内。当测试 材料在运送至基座之前，伸缩滚轮处于打开状态，因此测试材料可以在伸缩滚轮上滑动调 整位置，当测试材料的位置确定后，通过控制系统控制伸缩滚轮收回，伸缩滚轮缓缓缩入基 座内。作为优选，所述的测试装置为可拆卸的压头，压力机通过对压头施压实现对测试 材料的作用，压头与测试材料直接接触。压力机工作时，将反作用力传递给山体，压力机通 过测试装置对测试材料进行测试，经过长时间的是测试，测试装置即压头容易磨损，因此可 以通过拆卸更换压头来保证测试工作的正常进行。作为优选，所述的测试材料为大型的钢材或钢管桩。山体内大型压力测试方法，包括以下步骤
a.施工场地选择为连续的花岗岩山体，开凿山体或利用原有山体的山洞进行改造，并 在山洞的洞顶设置压力机组，山洞的地面安装基座并在基座上布置压力传感装置；
b.将测试材料运送至山洞内并安放在基座上，进行固定；
c.在测试材料上设置压力传感装置；
d.通过控制中心控制，启动压力机组，压力机开始工作，压力机将通过测试装置对测 试材料进行测试；
e.控制中心对所测得的测试材料的数据进行整理和分析。作为优选，所述的步骤b中，基座上设置伸缩滚轮，测试材料放置在基座上前，伸 缩滚轮打开，测试材料安放到基座上后，由于设置了伸缩滚轮，测试材料进行合适的位置 调整，位置调整完成后，控制系统控制伸缩滚轮收回至基座上的凹槽内，对测试材料进行固 定。作为优选，在步骤b中，测试材料移动至基座上前，在基座上涂覆或抛洒润滑剂， 所述的润滑剂为石墨。作为优选，所述的步骤d中，压力机一直工作，直至测试材料损坏，压力机停止工 作；在此过程中，压力传感器一直搜集并记录测试材料的相关变化，并通过数据的形式进行 记录，最后将获得数据传输至控制中心。本发明利用大自然的优质山体，代替大型设备的结构框架，大大节约了实验成本， 采用刚度高、结构强的花岗岩山体，将压力机工作的反作用力传递给山体，避免了原来将反 作用力直接传递给钢架，从而造成钢架易疲劳，损坏，需要经常维护的缺点。利用山体作为 反作用力的承载主体，避免了现有方案中对钢架的要求特别严格，而且只要通过简单的支 架即可安装压力装备，压力装备工作时将压力传递给山体，进而传递给大地。采用这样的 方案好处如下一、解决了原有场地选择的困难；二、舍去了原有作为反作用承载主体的钢 架；三、反作用力直接作用在山体上，并通过山体传递给大自然，对周围环境的影响降到最 小；四、因为本方案无需承载反作用力的钢架，因此大大节约了实验成本；五、由于山体不 像钢架那样容易疲劳和损耗，而且山体的稳定性比钢架强很多，因此，经过长时间的测试 后，山体的损耗很小，这样的测试环境对于实验来说，获得的数据更加准确和稳定。
图1为本发明实施例1的示意图。图2为图1的右视局部剖示意图。图3为背景技术中压力测试装备示意图。其中1一山体、2—压力机组、3—测试材料、4一基座、5—测试装置、8—测试材料、 11 一山洞、21—压力机、22—压力机、23—压力机、81—基座、82—钢架、83—压力设备、84— 压头。
具体实施例方式下面结合附图1至附图3与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述 实施例1
山体内大型压力测试装备，如图1至图2所示，山体内大型压力测试装备，包括压力机 组2、测试装置5以及基座4，还包括山洞11，山洞11设置在山体1内，压力机组2、测试装 置5以及基座4设置在山洞11内，测试材料3设置在基座4上，压力机组2包括设置在山 洞11顶部的至少一台压力机21、22、23。将压力测试装备设置在山体1的山洞11内，因此 一方面测试材料3不用受到钢梁的门架限定，再者，利用山洞11前的空地可以很好的对测 试材料3进行调配与运输，非常有利与大型材料的测试。山体1为连续整体的山体。采用连续整体的山体，可以保证山体1有效的承受压 力机组2的反作用力，从而将反作用力传递给整个山体1。采用这样的设计直接避免了一般 的测试方法利用钢架82作为反作用力的承受主体，经过长时间的试验后，钢架82容易疲劳 损坏，因此需要经常对钢架82进行检测和维护，甚至是更换钢架82等麻烦。利用大自然的 优质山体，代替大型设备的结构框架，刚度高，不易疲劳，成本低，得到的压力精确、稳定。山洞11顶部设置有滑动导轨，压力机21、22、23设置在滑动导轨上，压力机21、22、 23在测试材料3的上方滑动，并对测试材料3的不同部位进行压力测试。山洞11内搭建了 框架，并且在山洞11顶部设置可供压力机21、22、23滑动的导轨，因此，压力机21、22、23可 以根据测试材料的位置进行移动，合理的利用了压力机。基座4上设置有伸缩滚轮，基座4上还设置压力传感器，压力传感器与控制中心的 处理器连接，控制中心负责对压力的控制以及对测试材料3进行实时的监测。伸缩滚轮设 置在基座4上的凹槽内，需要时可以撑开，进行压力测试时收缩或基座3内。当测试材料3 在运送至基座4之前，伸缩滚轮处于打开状态，因此测试材料3可以在伸缩滚轮上滑动调 整位置，当测试材料3的位置确定后，通过控制系统控制伸缩滚轮收回，伸缩滚轮缓缓缩入 基座4内。测试装置5为可拆卸的压头，压力机21、22、23通过对压头施压实现对测试材料3 的作用，压头与测试材料3直接接触。压力机工作时，将反作用力传递给山体，压力机通过 测试装置对测试材料3进行测试，经过长时间的是测试，测试装置即压头容易磨损，因此可 以通过拆卸更换压头来保证测试工作的正常进行。测试材料3为钢板。山体内大型压力测试方法，包括以下步骤
5a.施工场地选择为连续的花岗岩山体1，开凿山体1或利用原有山体1的山洞11进行 改造，并在山洞11的洞顶设置压力机组2，山洞11的地面安装基座4并在基座4上布置压 力传感装置；
b.将测试材料3运送至山洞11内并安放在基座4上，进行固定；
c.在测试材料3上设置压力传感装置；
d.通过控制中心控制，启动压力机组2，压力机21、22、23开始工作，压力机21、22、23 将通过测试装置5对测试材料3进行测试；
e.控制中心对所测得的测试材料3的数据进行整理和分析。步骤b中，基座4上设置伸缩滚轮，测试材料3放置在基座4上前，伸缩滚轮打开， 测试材料3安放到基座4上后，由于设置了伸缩滚轮，测试材料3进行合适的位置调整，位 置调整完成后，控制系统控制伸缩滚轮收回至基座4上的凹槽内，对测试材料3进行固定。步骤d中，压力机21、22、23 —直工作，直至测试材料3损坏，压力机21、22、23停 止工作；在此过程中，压力传感器一直搜集并记录测试材料3的相关变化，并通过数据的形 式进行记录，最后将获得数据传输至控制中心。实施例2
山体内大型压力测试装备，如图1至图2所示，包括压力机组2、测试装置5以及基座 4，还包括山洞11，山洞11设置在山体1内，压力机组2、测试装置5以及基座4设置在山洞 11内，测试材料3设置在基座4上，压力机组2包括设置在山洞11顶部的至少一台压力机 21、22、23。将压力测试装备设置在山体1的山洞11内，因此一方面测试材料3不用受到钢 梁的门架限定，再者，利用山洞11前的空地可以很好的对测试材料3进行调配与运输，非常 有利与大型材料的测试。山体1材质为花岗岩。选择山体1的岩石质地质为花岗岩等比较坚硬的材质，这 样更有利与承受大型压力装备的反作用力，保证测试实验的顺利进行以及确保测试结果的 准确性。用本方案选择花岗岩或连续整体的山体内开洞，利用山体提供的反力，进行大型结 构承载力500吨以上实验，因山体的刚度高，作出实验数据更加精确。以及需要用大吨位制 造的设备，因此与普通的通过钢架搭建的测试装备相比，更加经济实用。山洞11顶部设置有滑动导轨，压力机21、22、23设置在滑动导轨上，压力机21、22、 23在测试材料3的上方滑动，并对测试材料3的不同部位进行压力测试。山洞11内搭建了 框架，并且在山洞11顶部设置可供压力机21、22、23滑动的导轨，因此，压力机21、22、23可 以根据测试材料的位置进行移动，合理的利用了压力机。基座4上还设置压力传感器，压力传感器与控制中心的处理器连接，控制中心负 责对压力的控制以及对测试材料3进行实时的监测。基座4上喷撒润滑剂，这样，放置在基 座4上的测试材料3即可适当的滑动，从而调整测试位置，具有方便快捷的优点。测试装置5为可拆卸的压头，压力机21、22、23通过对压头施压实现对测试材料3 的作用，压头与测试材料3直接接触。压力机工作时，将反作用力传递给山体，压力机通过 测试装置对测试材料3进行测试，经过长时间的是测试，测试装置即压头容易磨损，因此可 以通过拆卸更换压头来保证测试工作的正常进行。测试材料3为钢管桩。山体内大型压力测试方法，包括以下步骤
6a.施工场地选择为连续的花岗岩山体1，开凿山体1或利用原有山体1的山洞11进行 改造，并在山洞11的洞顶设置压力机组2，山洞11的地面安装基座4并在基座4上布置压 力传感装置；
b.将测试材料3运送至山洞11内并安放在基座4上，进行固定；
c.在测试材料3上设置压力传感装置；
d.通过控制中心控制，启动压力机组2，压力机21、22、23开始工作，压力机21、22、23 将通过测试装置5对测试材料3进行测试；
e.控制中心对所测得的测试材料3的数据进行整理和分析。利用大自然的优质山体，开凿或利用原山洞，其外段部分可以作为工作场地，内段 连续整体部分为大型压力机组提供反作用力。步骤b中，测试材料3移动至基座4上前，在基座4上涂覆或抛洒润滑剂，所述的 润滑剂为石墨。本方案中通过在基座4上喷撒润滑剂实现测试材料在基座4上的滑动，因 此，具有节省材料，操作方便的优点。步骤d中，压力机21、22、23 —直工作，直至测试材料3损坏，压力机21、22、23停 止工作；在此过程中，压力传感器一直搜集并记录测试材料3的相关变化，并通过数据的形 式进行记录，最后将获得数据传输至控制中心。利用山体作为反作用力的承载主体，避免了现有方案中对钢架的要求特别严格， 而且只要通过简单的支架即可安装压力装备，压力装备工作时将压力传递给山体，进而传 递给大地。采用这样的方案好处如下一、解决了原有场地选择的困难；二、舍去了原有作 为反作用承载主体的钢架；三、反作用力直接作用在山体上，并通过山体传递给大自然，对 周围环境的影响降到最小；四、因为本方案无需承载反作用力的钢架，因此大大节约了实验 成本；五、由于山体不像钢架那样容易疲劳和损耗，而且山体的稳定性比钢架强很多，因此， 经过长时间的测试后，山体的损耗很小，这样的测试环境对于实验来说，获得的数据更加准 确和稳定。总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等 变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
权利要求
山体内大型压力测试装备，包括压力机组(2)、测试装置(5)以及基座(4)，其特征在于还包括山洞(11)，山洞(11)设置在山体(1)内，压力机组(2)、测试装置(5)以及基座(4)设置在山洞(11)内，测试材料(3)设置在基座(4)上，压力机组(2)包括设置在山洞(11)顶部的至少一台压力机(21、22、23)。
2.根据权利要求1所述的山体内大型压力测试装备，其特征在于所述的山体(1)为 连续整体的山体。
3.根据权利要求1所述的山体内大型压力测试装备，其特征在于所述的山体(1)材 质为花岗岩。
4.根据权利要求2或3所述的山体内大型压力测试装备，其特征在于所述的山洞 (11)顶部设置有滑动导轨，压力机(21、22、23)设置在滑动导轨上，压力机(21、22、23)在测 试材料(3)的上方滑动，并对测试材料(3)的不同部位进行压力测试。
5.根据权利要求1所述的山体内大型压力测试装备，其特征在于所述的基座(4)上 设置有伸缩滚轮，基座(4)上还设置压力传感器，压力传感器与控制中心的处理器连接，控 制中心负责对压力的控制以及对测试材料(3 )进行实时的监测。
6.根据权利要求1所述的山体内大型压力测试装备，其特征在于所述的测试装置 (5)为可拆卸的压头，压力机(21、22、23)通过对压头施压实现对测试材料(3)的作用，压头 与测试材料(3)直接接触。
7.根据权利要求1所述的山体内大型压力测试装备，其特征在于所述的测试材料 (3)为大型的钢材或钢管桩。
8.山体内大型压力测试方法，其特征在于包括以下步骤a.施工场地选择为连续的花岗岩山体(1)，开凿山体(1)或利用原有山体(1)的山洞 (11)进行改造，并在山洞(11)的洞顶设置压力机组(2)，山洞(11)的地面安装基座(4)并 在基座(4)上布置压力传感装置；b.将测试材料(3)运送至山洞(11)内并安放在基座(4 )上，进行固定；c.在测试材料(3)上设置压力传感装置；d.通过控制中心控制，启动压力机组(2)，压力机(21、22、23)开始工作，压力机(21、 22、23)将通过测试装置(5)对测试材料(3)进行测试；e.控制中心对所测得的测试材料(3)的数据进行整理和分析。
9.根据权利要求7所述的山体内大型压力测试方法，其特征在于所述的步骤b中，基 座(4)上设置伸缩滚轮，测试材料(3)放置在基座(4)上前，伸缩滚轮打开，测试材料(3)安 放到基座(4)上后，由于设置了伸缩滚轮，测试材料(3)进行合适的位置调整，位置调整完 成后，控制系统控制伸缩滚轮收回至基座(4)上的凹槽内，对测试材料(3)进行固定。
10.根据权利要求7所述的山体内大型压力测试方法，其特征在于所述的步骤d中， 压力机(21、22、23)—直工作，直至测试材料(3)损坏，压力机(21、22、23)停止工作；在此过 程中，压力传感器一直搜集并记录测试材料(3)的相关变化，并通过数据的形式进行记录， 最后将获得数据传输至控制中心。
全文摘要
本发明涉及材料的测试装备及测试方法，尤其涉及大型材料测试用的山体内大型压力测试装备及测试方法，包括压力机组、测试装置以及基座，还包括山洞，山洞设置在山体内，压力机组、测试装置以及基座设置在山洞内，测试材料设置在基座上，压力机组包括设置在山洞顶部的至少一台压力机。山体内大型压力测试方法，包括选择场地，安装大型测试装备，运送测试材料，测试材料固定，压力装置对测试材料进行测试，记录相关数据。本发明利用大自然的优质山体，代替大型设备的结构框架，具有刚度高，不易疲劳，成本低，得到的压力精确、稳定等优点。
文档编号G01N3/08GK101915704SQ20101025536
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月17日 优先权日2010年8月17日
发明者孙天明, 李淑琴 申请人:浙江中隧桥波形钢腹板有限公司