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原文传递应力状态下冻土冻融循环SHPB试验设备及其试验方法

专利名称：	应力状态下冻土冻融循环SHPB试验设备及其试验方法
摘要：	发明提供应力状态下冻土冻融循环SHPB试验设备及其试验方法。该试验设备包括冻融循环制样系统、SHPB试验系统和数据采集系统。在土体放置室S中放置土体，冻融循环仪实现土体的冻融循环，将土体制成圆柱型试件。试件放置在压力室中。应力加载控制系统将不冻液体注入压力室中，给试件施加围压应力。所述子弹发射装置射出子弹撞击入射杆，在入射杆中产生入射压缩波，入射压缩波向试件传递，一部分波进入透射杆成为透射波。该试验设备的试验方法，包括制备试件、施加围压应力和试验等步骤。该试验设备可观察试样试验过程中的细观特性。可实现土体的冻融循环，实现应力状态下的冻土模拟的自动化。能够有效模拟三轴加载下的冻土SHPB试验。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	重庆;50
申请人：	重庆交通大学
发明人：	邱珍锋;周永峰;杨少博;王俊杰
专利状态：	有效
申请号：	CN201811555104.3
公开号：	CN109490043A
代理机构：	重庆缙云专利代理事务所(特殊普通合伙) 50237
代理人：	王翔
分类号：	G01N1/28(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	402247 重庆市江津区双福新区福星大道1号
主权项：	1.应力状态下冻土冻融循环SHPB试验设备，其特征在于：包括冻融循环制样系统、SHPB试验系统和数据采集系统；所述冻融循环制样系统包括冻融循环仪(1)、冻融盒(4)和土体放置框(5)；所述冻融盒(4)为带有顶盖的矩形箱体；这个矩形箱体的四侧周壁依次为第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁；所述第一侧壁和第三侧壁中封装有液氮冷却室(401)；所述第一侧壁和第三侧壁上均设置有液氮注入口(403)和液氮输出口(404)；所述液氮注入口(403)和液氮输出口(404)连通冻融盒(4)外侧与液氮冷却室(401)；所述液氮注入口(403)和液氮输出口(404)中伸入液氮循环管道(2)；所述液氮冷却室(401)通过液氮循环管道(2)与冻融循环仪(1)连通；所述第二侧壁和第四侧壁上开设有供加热氮气循环管道(3)伸入的氮气孔(402)；所述氮气孔(402)连通冻融盒(4)的外侧与内腔；所述放置框(5)为一个上下端敞口且内中空的长方体；所述土体放置框(5)的内腔为一个圆柱体；所述土体放置框(5)的侧壁上设置有与氮气孔(402)相对应的氮气通风孔(501)；所述氮气通风孔(501)连通土体放置框(5)的外侧与内腔；所述土体放置框(5)放置在冻融盒(4)中；所述冻融盒(4)的顶盖封堵土体放置框(5)的上端敞口，底板封堵土体放置框(5)的下端敞口；所述冻融盒(4)的顶盖、底板和土体放置框(5)合围出土体放置室(S)；所述加热氮气循环管道(3)依次伸入氮气孔(402)和对应的氮气通风孔(501)中；所述土体放置室(S)通过加热氮气循环管道(3)与冻融循环仪(1)连通；工作时，在土体放置室(S)中放置土体，液氮在液氮冷却室(401)和冻融循环仪(1)之间循环流动，加热氮气在土体放置室(S)和冻融循环仪(1)之间循环流动，实现土体的冻融循环，并最终将土体制成圆柱型试件；所述SHPB试验系统包括子弹发射装置(13)、入射杆(14)、透射杆(16)、压力室(17)和吸能装置(19)；所述压力室(17)为透视空腔体；应力加载控制系统(9)将不冻液体注入压力室(17)中，给试件施加围压应力；所述应力加载控制系统(9)为液压私服控制；所述入射杆(14)的冲击端安装有波形整形器(20)；所述入射杆(14)与波形整形器(20)通过法兰(21)连接；所述入射杆(14)和透射杆(16)上分别粘贴有应变片(15)；所述压力室(17)夹设于入射杆(14)和透射杆(16)之间；所述吸能装置(19)设置在透射杆(16)的尾端；试验时，将冻融循环制样系统制得的试件放置在压力室(17)中；所述子弹发射装置(13)射出子弹撞击入射杆(14)，在入射杆(14)中产生入射压缩波，入射压缩波向试件传递，一部分波进入透射杆(16)成为透射波，另一部分波作为拉伸波被反射回入射杆(14)；所述数据采集系统包括两台工业CT(10)、红外线弹速测试装置(11)和数据采集仪(12)；所述工业CT(10)、红外线弹速测试装置(11)以及应变片(15)与数据采集仪(12)相连；所述两台工业CT(10)分别布置在压力室(17)的两侧，透视压力室(17)中试件的微观变形；所述红外线弹速测试装置(11)布置在入射杆(14)的冲击端处，测量子弹发射速度和撞击速度；所述数据采集仪(12)采集并分析数据，测量入射杆(14)和透射杆(16)的应变和冲击荷载的波形。
所属类别：	发明专利