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原文传递冻融条件下岩土体散体物料的直剪测试装置及其测试方法

专利名称：	冻融条件下岩土体散体物料的直剪测试装置及其测试方法
摘要：	本发明属于采矿散体物料的力学测试技术领域的，涉及冻融条件下岩土体散体物料的直剪测试装置及其测试方法，包括应力加载系统、试件控制系统、冷热温控循环系统、数据采集系统，通过对不同冻融次数情况下试样的直剪实验分析，得到散体物料的抗剪强度、内摩擦角和粘聚力c，通过数据来分析在反复的冻融下散体物料强度的变化规律，为研究高寒高海拔地区金属矿山排土场边坡的稳定性提供重要的参数，此外还可以研究不同尺寸配比下散体物料的力学性质的变化规律，并可通过试件控制系统以及应力加载系统准确、方便、快捷地测得不同轴向应力下各个级配的散体物料的力学特性，在室内模拟实验即可，具有操作简便，实验数据较为精准。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国矿业大学(北京)
发明人：	王家臣;徐文彬;王晓纯
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-06T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-09T00:00:00+0800
申请号：	CN201910369929.4
公开号：	CN109991104A
代理机构：	成都方圆聿联专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	李鹏
分类号：	G01N3/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	100083 北京市海淀区学院路丁11号
主权项：	1.冻融条件下岩土体散体物料的直剪测试装置，其特征在于，包括：应力加载系统，包括竖直方向连续加载系统(2)、水平方向连续加载系统(6)；试件控制系统，包括基座(14)和装载试样的剪切盒；剪切盒防止在基座(14)上；加载活塞板(15)位于剪切盒上方，并且两者间留有间距；还包括设置在最顶部的轴向压力钢板(12)，轴向压力钢板(12)通过光轴杆(10)固定在基座(14)上方，光轴杆(10)两端均有螺母(11)锁紧；基座(14)两侧分别固定有侧向压力钢板(13)；竖直方向连续加载系统(2)固定在轴向压力钢板(12)下表面；水平方向连续加载系统(6)固定在侧向压力钢板(13)上；冷热温控循环系统，包括可拆装保温罩(17)、冷热循环液管路(20)、大功率冷浴循环机(19)；可拆装保温罩(17)安装在上剪切盒(4)、下剪切盒(7)外部；可拆装保温罩(17)通过冷热循环液管路(20)与大功率冷浴循环机(19)连接；数据采集系统，对试样施加的压力、试样的位移、剪切盒内温度进行采集。 2.根据权利要求1所述的冻融条件下岩土体散体物料的直剪测试装置，其特征在于，所述的剪切盒包括上剪切盒(4)、下剪切盒(7)，上剪切盒(4)、下剪切盒(7)之间用钢珠(9)连接，下剪切盒(7)与基底(14)间用钢珠(9)连接。 3.根据权利要求1所述的冻融条件下岩土体散体物料的直剪测试装置，其特征在于，所述的数据采集系统，包括采集压力信号的竖直方向压力传感器(1)、水平方向压力传感器(5)，采集位移信号的垂直位移传感器(3)、水平位移传感器(8)，测温元件(16)、温度感应器(21)；所述的竖直方向压力传感器(1)、垂直位移传感器(3)均安装在竖直方向连续加载系统(2)上；水平方向压力传感器(5)、水平位移传感器(8)均安装在水平方向连续加载系统(6)上；测温元件(16)安装在可拆装保温罩(17)上；温度感应器(21)安装在下剪切盒(7)内；所述的竖直方向压力传感器(1)、水平方向压力传感器(5)、垂直位移传感器(3)、水平位移传感器(8)，测温元件(16)、温度感应器(21)分别与电脑(18)通讯连接。 4.根据权利要求1所述的冻融条件下岩土体散体物料的直剪测试装置的测试方法，包括以下步骤： (1)将实验所用的试样放置剪切盒内，盖上可拆装保温罩(17)，打开大功率冷浴循环机(19)，进行冻融处理，实验选择在-20℃冰冻6h，在15℃融化6h作为一个冻融循环周期，达到要求的冻融次数后进行直剪实验； (2)利用竖直方向连续加载系统(2)通过加载活塞板(15)对上剪切盒(4)施加一定的正应力，水平方向连续加载系统(6)以一定的剪切速率1.4mm/min提供水平方向的剪切力，当试件水平变形达到试样尺寸的15％～20％时，可认为试样已经破坏； (3)利用压力传感器分别记录剪切盒内试件受到的垂直压力和水平压力，利用位移传感器记录试件在加载过程中产生的轴向位移和侧向位移，记录整个过程剪切力与位移的变化，并根据数据来拟合一条应力-位移曲线； (4)重新装进新的试样于剪切盒中，盖上可拆装保温罩(17)，打开大功率冷浴循环机(19)，当经历相同的冻融次数后，通过改变正应力大小，重复上述的直剪实验； (5)经过多组试验后，整理数据，计算试样的内摩擦角和粘聚力c。
所属类别：	发明专利