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原文传递一种加压的单界面微距旋切测试装置和测试方法

专利名称：	一种加压的单界面微距旋切测试装置和测试方法
摘要：	本发明提供了一种加压的单界面微距旋切测试装置和测试方法，该装置包括带槽底座、金属垫圈、锥形滚子、轴承带、带槽环刀、加压架、滚珠以及翼型旋切板；所述金属垫圈安插在带槽底座的凹槽中，所述锥形滚子连接轴承带与带槽底座，轴承带与带槽环刀下环口销栓连接；所述加压架经由滚珠与加压盖板连接，所述翼型旋切板的叶片上部翼缘嵌入带槽环刀与加压盖板的卡槽中；该装置通过改变金属垫圈的厚度对不同旋切测定进行微距调整，通过加压架对土样施加竖向荷载，依靠旋切板、加压盖板以及环刀的相互卡扣咬合，配合底部锥形滚子，消除了底面之外的摩阻力影响，形成单界面黏附力测量，为受荷状态下的单界面微距旋切黏附力测量提供了一种有效的检测方法。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京林业大学
发明人：	刘成;肖宇豪;殷孝天;张敬宇;黄琳;马天龙
专利状态：	有效
申请日期：	2019-09-09T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910861414.6
公开号：	CN110455713A
分类号：	G01N19/04(2006.01);G;G01;G01N;G01N19
申请人地址：	210037江苏省南京市玄武区龙蟠路159号南京林业大学土木学院3422办公室
主权项：	1.一种加压的单界面微距旋切测试装置，其特征在于，包括带槽底座(1)、金属垫圈(2)、锥形滚子(7)、轴承带(8)、带槽环刀(9)、加压架(11)、滚珠(15)以及翼型旋切板(17)；所述带槽底座(1)通过螺栓(6)固定金属底板(5)在凹槽中，金属垫圈(2)安插在凹槽中，内壁与金属底板(5)紧密接触；所述锥形滚子(7)连接轴承带(8)与带槽底座(1)，锥形滚子(7)的下侧面固定在带槽底座(1)上，上侧面支撑轴承带(8)，并能支撑轴承带(8)在其上旋转；所述轴承带(8)与带槽环刀(9)通过销栓(18)进行固定连接；所述翼型旋切板(17)的叶片上部有突出翼缘，厚度约1-2mm，嵌入带槽环刀(9)与加压盖板(16)的卡槽中使三者紧密铆合；翼缘向上嵌入加压盖板(16)的高度大于加压盖板(16)厚度约10-15mm，且加压盖板侧面(16)与带槽环刀(9)内壁紧贴，允许加压盖板(16)在加压架(11)传递的上部荷载作用下可以上下滑动；翼缘向下嵌入带槽环刀(9)上环口的卡槽中约10-15mm；所述加压架(11)经由滚珠(15)与加压盖板(16)连接，通过圆环(12)穿套在旋切板(17)主轴上，两端的连接钢杆(10)穿过带槽底座(1)两侧孔洞与底部的配重砝码(4)相连；所述滚珠(15)设置在加压盖板(16)的环形凹槽中，滚珠(15)顶面与加压架(11)相接触，顶面高度略低于加压盖板(16)使加压架嵌入到加压盖板(16)中。 2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述金属垫圈(2)上边缘与翼型旋切板底边刚刚接触，不低于金属底板(5)顶面，并根据高出底板顶面的高度在1～10mm的微小距离变化。 3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述轴承带(8)与带槽环刀(9)通过销栓(18)进行固定；翼型旋切板(17)的翼缘向下嵌入带槽环刀(9)的上部卡槽中，向上嵌入加压盖板(16)的卡槽中，允许加压盖板(16)在加压架(11)传递的上部荷载作用下可以上下滑动；安装就位时，翼型旋切板(17)的底面金属垫圈(2)的顶面刚刚接触，翼型旋切板(17)的底面位置与由金属垫圈(2)的厚度控制；翼型旋切板(17)的主轴由驱动电源(14)和扭力计(13)固定；翼型旋切板(17)在旋转过程中其高度不发生变化，通过上述卡槽连接和销栓(18)固定带动带槽环刀(9)、轴承带(8)、加压盖板(16)与其同步旋转；通过翼型旋切板(17)的旋转驱动和带槽环刀(9)和加压盖板(16)与内部土样(3)的黏结作用力，使得内部土样(3)与其发生同步旋转；旋转过程中轴承带(8)与锥形滚子(7)保持光滑接触，锥形滚子(7)限制其竖向位移来维持装置的旋转稳定。 4.根据权利要求2-3任一项所述的装置，其特征在于，所述带槽环刀(9)内径为50-60mm，高度在40-70mm，壁厚1-2mm；所述翼型旋切板(17)叶片夹角30-60°，叶片厚度为1-2mm；所述加压盖板(16)直径与带槽环刀内径相同，高度在10-20mm。 5.一种加压的单界面微距旋切测试方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的加压的单界面微距旋切测试装置开展模型试验，具体步骤如下： (1)在带槽底座(1)的凹槽中设置好试验所需的金属垫圈(2)和金属底板(5)，并用螺栓(6)将金属底板(5)固定； (2)将带有装满土样(3)的带槽环刀(9)压入带槽底座(1)中，通过销栓(18)将轴承带(8)与带槽环刀(9)紧密连接，将翼型旋切板(17)从土样(3)上方垂直插入，上部翼缘插入带槽环刀(9)上部的卡槽中，随后将加压盖板(16)通过其中部的圆孔穿套过翼型旋切板(17)主轴，至下表面与土样(3)接触，使加压盖板(16)卡槽与翼型旋切板(17)翼缘进行咬合； (3)将加压架(11)穿过翼型旋切板(17)的主轴，通过滚珠(15)与加压盖板(16)连接，设置试验所需配重砝码(4)，打开驱动电源(14)以一定速度旋切土体(3)，通过扭力计(13)时刻记录扭力值T1； (4)旋切结束后，拆卸下旋切装置并取下金属底板(5)，观察并拍摄记录金属底板(5)面上的黏附状况，随后清理土样(3)； (5)在无土样状态下以相同条件进行旋切，记录修正扭力值T0。 T0为常数，实际扭力值为T＝T1-T0，实际界面黏附应力值按计算，其中D为带槽环刀(9)内径。
所属类别：	发明专利