粗粒土颗粒接触力学特性试验测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种粗粒土颗粒接触力学特性试验测试装置，包括上下两个夹持装置，上部夹持装置和下部夹持装置相对布置，所述上部夹持装置和下部夹持装置的结构相同，均由凹形底座、方形垫片、带有圆弧凹陷的夹片和紧固螺丝组成，用于固定两个颗粒并承受加载平台的荷载，实现了两个颗粒的法向接触和切向接触试验。通过匹配不同厚度的垫片、夹片和紧固螺丝，可用于测试相同或不同直径的两个颗粒的法向和切向接触力学参数。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种粗粒土颗粒接触力学特性试验测试装置，包括上下两个夹持装置，上部夹持装置和下部夹持装置相对布置，所述上部夹持装置和下部夹持装置的结构相同，均由凹形底座、方形垫片、带有圆弧凹陷的夹片和紧固螺丝组成，用于固定两个颗粒并承受加载平台的荷载，实现了两个颗粒的法向接触和切向接触试验。通过匹配不同厚度的垫片、夹片和紧固螺丝，可用于测试相同或不同直径的两个颗粒的法向和切向接触力学参数。【专利说明】粗粒土颗粒接触力学特性试验测试装置
本技术涉及的是一种粗粒土颗粒接触力学特性试验测试装置。
技术介绍
在土石坝、公路等工程中常常会遇到粗粒土，这类土是离散性非常强大颗粒材料，进行数值分析时，基于连续介质力学的有限元法具有很大的缺陷，而离散元法则更适合。离散单元法的关键之一是颗粒之间的接触力学，即接触本构关系，但是由于试验手段的限制，现有的接触本构关系多是经由理论分析得出的，包含了诸多简化，并不能反映实际情况。通过试验来建立颗粒接触力学模型，可以进行更接近实际工程的离散元数值模拟，为工程设计提供理论指导。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种粗粒土颗粒接触力学特性试验测试装置。本技术提出的粗粒土颗粒接触力学特性试验测试装置，包括上部夹持装置和下部夹持装置，上部夹持装置和下部夹持装置相对布置，所述上部夹持装置和下部夹持装置的结构相同，均由凹形底座、方形垫片、带有圆弧凹陷的夹片和紧固螺丝组成，其中:凹形底座的侧壁分布有夹片紧固螺丝孔，用于带有圆弧凹陷的夹片紧固，底部分布有垫片紧固螺丝孔；方形垫片上设有垫片紧固螺丝孔；方形垫片通过垫片紧固螺丝固定于凹形底座上方，方形垫片上放置颗粒，所述颗粒的顶部要超出凹形底座最高点至少5mm ;所述紧固螺丝穿过凹形底座的侧壁分布的夹片紧固螺丝孔紧固带有圆弧凹陷的夹片，且紧固螺丝的端部不露出夹片紧固螺丝孔端部。本技术中，所述方形垫片为圆弧凹陷半径30mm夹片、圆弧凹陷半径20mm夹片和圆弧凹陷半径IOnrni夹片三种。本技术中，所述试验测试装置位于双向滚排支座之间，施加竖向荷载，待法向荷载稳定后在夹装置的水平荷载加载面施加水平荷载，可以实现两个相同直径或不同直径颗粒法向和切向接触力学特性的测定。本技术的有益效果是:可实现相同直径或不同直径的两个颗粒法向和切向接触力学参数的测定，操作简单。【专利附图】【附图说明】图1凹形底座的王视图、左视图和俯视图。图2方形垫片的主视图和俯视图。图3三组夹片的示意图。图4夹持装置的组装示意图。图5加载示意图。图中标号:1_底座侧壁上的夹片紧固螺丝孔；2_底座上的垫片紧固螺丝孔；3_垫片上的垫片紧固螺丝孔；4-圆弧凹陷半径30mm夹片；5-圆弧凹陷半径20mm夹片；6-圆弧凹陷半径IOmm夹片；7_夹片紧固螺丝；8_水平荷载加载面；9_方形垫片；10_垫片紧固螺丝；11_试样；12-竖向荷载；13-水平荷载；14-滚排支座。【具体实施方式】下面通过实施例结合附图进一步说明本技术。实施例1:图1中的凹形底座是夹持装置的主体，凹形底座的侧壁上分布有不同高度的夹片紧固螺丝孔1，用于夹片紧固；底座上设有垫片紧固螺丝孔2。图2中的方形垫片分布有垫片紧固螺丝孔3，图3中的三种夹片规格分别为圆弧凹陷半径30mm夹片4、圆弧凹陷半径20mm夹片5和圆弧凹陷半径IOnrni夹片6 ;通过夹片紧固螺丝7固定于凹形底座上，形成完整的夹持装置，如图4所示，将上、下相对的两个夹持装置安装到加载平台完成颗粒接触试验，如图5所示。具体操作步骤如下:1.将所使用的颗粒试样底部处理成平面，根据试样尺寸选择垫片厚度(图2)和夹片(图3)。2.将选择的垫片通过紧固螺丝10固定于凹形底座，如图4所示。通过不同厚度垫片的组合，要求试样的顶部超出凹形底座最高点至少5mm。3.将选择的夹片和试样11如图4放置，选择凹形底座侧面不同高度上的夹片紧固螺丝孔I和相应长度的夹片紧固螺丝7。要求螺丝适当加力拧紧后，螺丝尾端顶住夹片，夹片圆弧凹陷接触颗粒试样，使颗粒不至于左右和掉落；并且，螺丝头部不能露出凹形底座上的夹片紧固螺丝孔1，保持水平荷载加载面8为平面。4.进行法向接触试验时，竖向将下部夹持装置安装到双轴压缩加载设备，然后放置上部夹持装置，施加预荷载使两颗粒充分接触，然后按照一定的加载速率施加竖向荷载12，测定颗粒接触的力学性质。5.进行切向接触试验时，应采用滚排支座14，上、下部夹持装置安装到位后施加预荷载使两颗粒充分接触，然后施加要求的竖向荷载12，在法向荷载保持稳定后在夹持装置的加载面8按照一定的加载速率施加水平向荷载13。本技术可以在双轴加载设备(如岩石双轴流变仪)上分别测试不同法向压力下颗粒接触点的法向和切向力学特性。【权利要求】1.一种粗粒土颗粒接触力学特性试验测试装置，其特征在于包括上部夹持装置和下部夹持装置，上部夹持装置和下部夹持装置相对布置，所述上部夹持装置和下部夹持装置的结构相同，均由凹形底座、方形垫片、带有圆弧凹陷的夹片和紧固螺丝组成，其中:凹形底座的侧壁分布有夹片紧固螺丝孔，用于带有圆弧凹陷的夹片紧固，底部分布有垫片紧固螺丝孔；方形垫片上设有垫片紧固螺丝孔；方形垫片通过垫片紧固螺丝固定于凹形底座上方，方形垫片上放置颗粒，所述颗粒的顶部要超出凹形底座最高点至少5mm ;所述紧固螺丝穿过凹形底座的侧壁分布的夹片紧固螺丝孔紧固带有圆弧凹陷的夹片，且紧固螺丝的端部不露出夹片紧固螺丝孔端部。2.根据权利要求1所述一种粗粒土颗粒接触力学特性试验测试装置，其特征在于所述方形垫片为圆弧凹陷半径30臟夹片、圆弧凹陷半径20mm夹片和圆弧凹陷半径IOnrni夹片三种。3.根据权利要求1所述一种粗粒土颗粒接触力学特性试验测试装置，其特征在于所述试验测试装置位于双向滚排支座之间，施加竖向荷载，待法向荷载稳定后在夹装置的水平荷载加载面施加水平荷载，实现两个相同直径或不同直径颗粒法向和切向接触力学特性的测定。【文档编号】G01N15/00GK203606255SQ201320804535【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日 【专利技术者】周健, 王强强, 朱耀民, 贾敏才 申请人:同济大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粗粒土颗粒接触力学特性试验测试装置，其特征在于包括上部夹持装置和下部夹持装置，上部夹持装置和下部夹持装置相对布置，所述上部夹持装置和下部夹持装置的结构相同，均由凹形底座、方形垫片、带有圆弧凹陷的夹片和紧固螺丝组成，其中：凹形底座的侧壁分布有夹片紧固螺丝孔，用于带有圆弧凹陷的夹片紧固，底部分布有垫片紧固螺丝孔；方形垫片上设有垫片紧固螺丝孔；方形垫片通过垫片紧固螺丝固定于凹形底座上方，方形垫片上放置颗粒，所述颗粒的顶部要超出凹形底座最高点至少5mm；所述紧固螺丝穿过凹形底座的侧壁分布的夹片紧固螺丝孔紧固带有圆弧凹陷的夹片，且紧固螺丝的端部不露出夹片紧固螺丝孔端部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周健，王强强，朱耀民，贾敏才，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：实用新型
国别省市：