一种超前钻地质勘探模拟试验装置的制作方法

测量装置的制造及其应用技术1.本发明涉及地质勘探技术领域，具体为一种超前钻地质勘探模拟试验装置。背景技术：2.地质勘探是指通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动。在地质勘探的各种手段当中，超前钻是最常用的一种，主要是针对地面进行钻探施工，通过打孔的方式查明地下具体的岩层结构。3.但是在超前钻施工之前，为避免莽撞的施工对地质结构造成伤害，甚至发生危险，一般需要考察地质记载，来进行勘探的模拟试验。现在的模拟试验中，通常采用按比例尺缩小的方式进行实体地质模型构造，在此模型上进行钻探施工，并进行结构稳定性监测，以排除不能施工的点。但是现在的地质模拟模型为保证土壤结构的均质性，均采用整体化结构，导致主体结构笨重，不利于使用，并且可重复利用性差。鉴于此，我们提出一种超前钻地质勘探模拟试验装置。技术实现要素：4.本发明的目的在于提供一种超前钻地质勘探模拟试验装置，以解决上述背景技术中提出的问题。5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超前钻地质勘探模拟试验装置，包括模型框架，所述模型框架由边框、等比压缩框和试验框三种类型的框架构成，所述边框、等比压缩框和试验框中均填充岩土构成地面模型，且岩土中设置有传感器，且边框、等比压缩框、试验框上均固定安装有脚轮和连接耳，所述连接耳通过具有调节功能的串接结构上，所述边框、等比压缩框、试验框上均安装有兜网，且兜网固定连接在具有集中操作功能的调节结构上，所述边框上固定安装有背板，且背板上固定安装有导轨，所述导轨上固定安装有定位块，且等比压缩框和试验框上固定安装有安装座，且安装座上转动安装有支撑杆。6.优选的，所述模型框架根据试验需求，由边框、等比压缩框和试验框排列组合构成。7.优选的，所述边框、等比压缩框和试验框均由兜网构成框架式结构，其中边框上单面连接兜网，等比压缩框、试验框则为双面连接兜网。8.优选的，所述脚轮平衡安装在边框、等比压缩框、试验框的底部，且连接耳安装在三者的侧面同一水平高度上，串接结构包括有串联杆、端块、螺纹杆和锁紧螺母。9.优选的，所述串联杆和螺纹杆同轴焊接，且端块和螺纹杆分别连接在串联杆的两端，所述锁紧螺母连接在螺纹杆上。10.优选的，调节结构包括有次级调节钮、分线绳、转向座、主绳、主调节钮和刻度。11.优选的，所述次级调节钮排列设置在兜网的侧面，且分线绳连接在兜网的网线节点上，所述转向座安装在两个次级调节钮的中部，且主绳活动连接在转向座中，所述主绳连接在分线绳和主调节钮之间，且刻度成环形设置在主调节钮上。12.优选的，所述导轨水平安装在背板上，且定位块排列设置在导轨的侧面，且定位块上设置有插槽，所述支撑杆通过转轴安装在安装座上。13.与现有技术相比，本发明的有益效果是：14.1.针对模拟试验装置进行了模块化设计，由三种不同类型的装有岩土的框架组合来构成整个的模型框架，从而在不同位置处可以设置不同强度的岩土，灵活的根据地质资料，进行区域性强度的准确模拟，并且在这其中，边框是试验区域的边远位置，基本不受钻探影响，主要起到结构性作用，试验框中装载的岩土是直接模拟钻探位置的，采用与勘探设备等比例缩小的方式，能够更清楚的表现模拟结果，等比压缩框则位于边框和试验框之间，模拟由钻探点向外的广阔区域，能够视具体试验要求，采用更小的比例尺，同时采用更高的强度比例，来达到以小结构模拟大区域的目的，减小整个模拟试验装置的占地，进一步增加模拟试验装置的灵活性和轻便性；15.2.本发明中边框、等比压缩框和试验框均采用网兜来作为相邻之间的连接面，并且在定型连接之前使用薄膜进行进一步封装，而在进行组合连接时，将薄膜撤出，网兜并不会完全隔绝岩土之间的联系，使得钻探的影响可以进行直接传递，保证结果的准确，并且还可以根据所在框架的岩土强度，使用调节结构进行网兜松紧性的调节，调节结构能将网兜的各点集中的转化连接汇聚到主调节钮上，使用单个的主调节钮即可达到快速调节的目的，保证网兜强度贴合所在位置岩土强度，不对试验产生干扰。附图说明16.图1为本发明结构的第一示意图；17.图2为本发明结构的第二示意图；18.图3为图1中a区域放大示意图；19.图4为本发明边框结构示意图；20.图5为本发明试验框结构示意图。21.图中：模型框架1、边框2、等比压缩框3、试验框4、脚轮5、连接耳6、串联杆7、端块8、螺纹杆9、锁紧螺母10、兜网11、次级调节钮12、分线绳13、转向座14、主绳15、主调节钮16、刻度17、背板18、导轨19、定位块20、安装座21、支撑杆22。具体实施方式22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。23.请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：一种超前钻地质勘探模拟试验装置，包括模型框架1，模型框架1由边框2、等比压缩框3和试验框4三种类型的框架构成，边框2、等比压缩框3和试验框4中均填充岩土构成地面模型，且岩土中设置有传感器，且边框2、等比压缩框3、试验框4上均固定安装有脚轮5和连接耳6，连接耳6通过具有调节功能的串接结构上，边框2、等比压缩框3、试验框4上均安装有兜网11，且兜网11固定连接在具有集中操作功能的调节结构上，边框2上固定安装有背板18，且背板18上固定安装有导轨19，导轨19上固定安装有定位块20，且等比压缩框3和试验框4上固定安装有安装座21，且安装座21上转动安装有支撑杆22。24.模型框架1根据试验需求，由边框2、等比压缩框3和试验框4排列组合构成，进行了模块化设计，由三种不同类型的装有岩土的框架组合来构成整个的模型框架，从而在不同位置处可以设置不同强度的岩土，灵活的根据地质资料，进行区域性强度的准确模拟，并且在这其中，边框2是试验区域的边远位置，基本不受钻探影响，试验框4中装载的岩土是直接模拟钻探位置的，采用与勘探设备等比例缩小的方式，更清楚的表现模拟结果，等比压缩框3则位于边框2和试验框4之间，模拟由钻探点向外的广阔区域，能够视具体试验要求，采用更小的比例尺，同时采用更高的强度比例，来达到以小结构模拟大区域的目的，减小整个模拟试验装置的占地；25.边框2、等比压缩框3和试验框4均由兜网11构成框架式结构，其中边框2上单面连接兜网11，等比压缩框3、试验框4则为双面连接兜网11，边框2、等比压缩框3和试验框4均采用网兜11来作为相邻之间的连接面，并且在定型连接之前使用薄膜进行进一步封装，而在进行组合连接时，将薄膜撤出，网兜11并不会完全隔绝岩土之间的联系，使得钻探的影响可以进行直接传递，保证结果的准确，并且还可以根据所在框架的岩土强度，使用调节结构进行网兜11松紧性的调节，以达到相对应的强度；26.脚轮5平衡安装在边框2、等比压缩框3、试验框4的底部，且连接耳6安装在三者的侧面同一水平高度上，串接结构包括有串联杆7、端块8、螺纹杆9和锁紧螺母10，脚轮5使得三种框架能够自由移动，从而便于组装的进行，将其依次排列好之后，使用串接结构来进行稳固固定；27.串联杆7和螺纹杆9同轴焊接，且端块8和螺纹杆9分别连接在串联杆7的两端，锁紧螺母10连接在螺纹杆9上，可以根据排列的模型框架1的宽度，将串联杆7依次的穿过各分体框架上的连接耳6，最终将锁紧螺母10旋紧螺纹杆9，端块8和锁紧螺母10分别与两侧边框2上的连接耳6连接，进行了端部的锁紧，完成模型框架1的快速组装，并且此串接结构能够在使用的分体框架数量不一时，均完成固定；28.调节结构包括有次级调节钮12、分线绳13、转向座14、主绳15、主调节钮16和刻度17，调节结构能将三种分体框架上连接的网兜11的各点集中的连接汇聚到主调节钮16上，最终通过单个主调节钮16来达到调节网兜11强度的目的；29.次级调节钮12排列设置在兜网11的侧面，且分线绳13连接在兜网11的网线节点上，转向座14安装在两个次级调节钮12的中部，且主绳15活动连接在转向座14中，主绳15连接在分线绳13和主调节钮16之间，且刻度17成环形设置在主调节钮16上，通过分线绳13与网兜11节点连接，分线绳13的拉动能够改变网兜11的松紧性以及，从而决定其在岩土层中的强度，而多根的分线绳13通过次级调节钮12和转向座14连接在单根主绳15上，主绳15最终连接在主调节钮16上，所以通过单个的主调节钮16即可完成控制；30.导轨19水平安装在背板18上，且定位块20排列设置在导轨19的侧面，且定位块20上设置有插槽，支撑杆22通过转轴安装在安装座21上，将模型框架1整体搭建好之后，即可将超前钻设备上导轨19，沿着导轨移动到钻探位置，并与定位块20稳固连接后进行打孔，通过岩土层中内置的传感器来反应不同位置处受到钻孔动作的影响，进行了地质勘探的模拟试验，支撑杆22转动到水平位置时能够对导轨19中部进行补强，保证试验的准确性；31.工作原理：首先，进行了模块化设计，由三种不同类型的装有岩土的框架组合来构成整个的模型框架，从而在不同位置处可以设置不同强度的岩土，灵活的根据地质资料，进行区域性强度的准确模拟，并且在这其中，边框2是试验区域的边远位置，基本不受钻探影响，试验框4中装载的岩土是直接模拟钻探位置的，采用与勘探设备等比例缩小的方式，更清楚的表现模拟结果，等比压缩框3则位于边框2和试验框4之间，模拟由钻探点向外的广阔区域，能够视具体试验要求，采用更小的比例尺，同时采用更高的强度比例，来达到以小结构模拟大区域的目的，减小整个模拟试验装置的占地，脚轮5使得三种框架能够自由移动，从而便于组装的进行，将其依次排列好之后，使用串接结构来进行稳固固定，可以根据排列的模型框架1的宽度，将串联杆7依次的穿过各分体框架上的连接耳6，最终将锁紧螺母10旋紧螺纹杆9，端块8和锁紧螺母10分别与两侧边框2上的连接耳6连接，进行了端部的锁紧，完成模型框架1的快速组装，并且此串接结构能够在使用的分体框架数量不一时，均完成固定；边框2、等比压缩框3和试验框4均采用网兜11来作为相邻之间的连接面，并且在定型连接之前使用薄膜进行进一步封装，而在进行组合连接时，将薄膜撤出，网兜11并不会完全隔绝岩土之间的联系，使得钻探的影响可以进行直接传递，保证结果的准确，并且还可以根据所在框架的岩土强度，使用调节结构进行网兜11松紧性的调节，调节结构能将三种分体框架上连接的网兜11的各点集中的连接汇聚到主调节钮16上，其首先通过分线绳13与网兜11节点连接，分线绳13的拉动能够改变网兜11的松紧性以及，从而决定其在岩土层中的强度，而多根的分线绳13通过次级调节钮12和转向座14连接在单根主绳15上，主绳15最终连接在主调节钮16上，所以通过单个的主调节钮16即可完成控制，将模型框架1整体搭建好之后，即可将超前钻设备上导轨19，沿着导轨移动到钻探位置，并与定位块20稳固连接后进行打孔，通过岩土层中内置的传感器来反应不同位置处受到钻孔动作的影响，进行了地质勘探的模拟试验，支撑杆22转动到水平位置时能够对导轨19中部进行补强，保证试验的准确性。32.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。









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