一种颗粒间胶结物力学特性曲线的获取方法技术

本发明专利技术公开了一种颗粒间胶结物力学特性曲线的获取方法，包括以下步骤：在第一颗粒的球顶处滴加呈液态状的胶结物；将第二颗粒放置于胶结物处，待胶结物呈固态状时，得到拉伸试样；其中，第一颗粒和第二颗粒的粒径为1

【技术实现步骤摘要】
一种颗粒间胶结物力学特性曲线的获取方法


[0001]本专利技术属于颗粒间粘结性能测试
，具体涉及一种颗粒间胶结物力学特性曲线的获取方法。

技术介绍

[0002]颗粒间胶结物的存在改变体颗粒间接触力的传递方式，因此显著影响天然结构性土体的宏观力学响应和强度。
[0003]现有技术中通常是通过模型试验方法对胶结作用进行研究，其主要包括以下三种手段：1、以钢珠、玻璃珠为骨架材料，用不同配比的蜡和膨润土为胶结材料，将胶结材料与骨架材料拌合均匀后制作三轴试样，利用三轴试验从宏观角度研究胶结物含量及性质对胶结力大小的影响。2、通过杠杆向两固定球体及其间胶结物不断加压直至破坏，研究胶结物种类及含量对胶结力大小的影响。3、选取环氧树脂、水泥为胶结物，选取向两圆形断面的金属棒代替球形颗粒，通过向两圆形断面金属棒间注入胶结物，模拟颗粒间的胶结作用。将两金属棒及其间胶结物放入特制的模具中，借助拉伸试验机研究颗粒及其间胶结物的拉伸、剪切和压缩性质。
[0004]然而，以上三种试验方法试验手段分别存在无法排除颗粒排列对胶结力大小的影响、选取的颗粒直径过大以及研究对象形状与实际不符的问题，进而导致试验结果与真实情况间差异较大。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术公开了一种颗粒间胶结物力学特性曲线的获取方法。
[0006]本专利技术公开了一种颗粒间胶结物力学特性曲线的获取方法，包括以下步骤：
[0007]S1、在第一颗粒的球顶处滴加呈液态状的胶结物；
[0008]S2、将第二颗粒放置于所述胶结物处，待所述胶结物呈固态状时，得到拉伸试样；
[0009]所述第一颗粒和所述第二颗粒的粒径为1
‑
3mm；
[0010]S3、对所述拉伸试样进行拉伸实验，获取颗粒间胶结物拉力
‑
拉伸位移曲线。
[0011]所述第一颗粒和所述第二颗粒的表面粗糙度在预设范围内。
[0012]所述胶结物常温下为固态，加热至预设温度时为液态。
[0013]优选地，所述S2具体包括：
[0014]S21、控制所述拉伸试样中的第一颗粒与所述第二颗粒沿同一条直线朝相反的方向运动，并记录测试装置受到的拉力和所述第一颗粒相对所述第二颗粒的拉伸位移；
[0015]S22、重复S21，记录多个拉力和对应的拉伸位移，根据所述多个拉力和对应的拉伸位移获取拉力
‑
拉伸位移曲线。
[0016]优选地，在所述S3之后还包括：
[0017]S4、在第三颗粒的球顶处滴加呈液态状的胶结物；
[0018]S5、将第四颗粒放置于所述胶结物处，待所述胶结物呈固态状时，得到剪切试样；
[0019]所述第三颗粒和所述第四颗粒的粒径为1
‑
3mm；
[0020]S6、对所述剪切试样进行剪切实验，获取颗粒间胶结物剪切力
‑
剪切位移曲线。
[0021]优选地，所述S6具体包括：
[0022]S61、控制所述剪切试样中的第三颗粒与所述第四颗粒沿其球心连线的垂线朝相反的方向运动，并记录测试装置受到的剪切力和所述第三颗粒相对所述第四颗粒的剪切位移；
[0023]S62、重复S61，记录多个剪切力和对应的剪切位移，根据所述多个剪切力和对应的剪切位移获取剪切力
‑
剪切位移曲线。
[0024]优选地，在所述S61之前，还包括：
[0025]利用第一辅助棒和第二辅助棒分别固定所述剪切试样的第三颗粒和所述第四颗粒。
[0026]优选地，在所述S1之前，还包括：
[0027]用去离子水对所述第一颗粒和所述第二颗粒的表面进行清洗。
[0028]优选地，在所述S3和所述S4之间，还包括：
[0029]用去离子水对所述第三颗粒和所述第四颗粒的表面进行清洗。
[0030]相较于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0031]本专利技术选取1
‑
3毫米级别的两颗粒并在其之间加入胶结物，来研究胶结物的拉伸和剪切性能，本专利技术中的颗粒大小以及颗粒排列方式更接近土体，故本专利技术获得的胶结物力学特性曲线更准确。
附图说明
[0032]图1是本专利技术公开的一种颗粒间胶结物力学特性曲线的获取方法示意图；
[0033]图2是本专利技术实施例一中纳米多功能拉伸试验机的结构示意图；
[0034]图3中的(a)是本专利技术实施例1中固定第一颗粒和第二颗粒的示意图；(b)是本专利技术实施例1中滴加胶结物的示意图；(c)是本专利技术实施例1中拉伸试样制备完成的示意图；
[0035]图4是本专利技术实施例1中拉伸试样拉伸破坏后的形态图；
[0036]图5是本专利技术实施例1得到的拉力
‑
拉伸位移曲线；
[0037]图6中的(a)是本专利技术实施例2中制备剪切试样的过程示意图；(b)是本专利技术实施例2中剪切试样的示意图；(c)是本专利技术实施例2中多个剪切试样的示意图；
[0038]图7是本专利技术实施例2中剪切试验的过程示意图；
[0039]图8是本专利技术实施例2中剪切试样剪切破坏后的形态图；
[0040]图9是本专利技术实施例2中得到的剪切力
‑
剪切位移曲线。
[0041]图中，1是前侧对中旋钮；2是左侧对中旋钮；3是第一颗粒；4是上方NMAT延长头；5是下方NMAT延长头；6是数据采集系统；7是第二颗粒；8是微型移液枪；9是胶结物；10是第四颗粒；11是第三颗粒；12是第一有机玻璃棒；13是第二有机玻璃棒。
具体实施方式
[0042]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体
细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
[0043]如图1所示，本专利技术公开了一种颗粒间胶结物力学特性曲线的获取方法，包括以下步骤：
[0044]S1、在第一颗粒的球顶处滴加呈液态状的胶结物；
[0045]优选地，在S1之前，还包括：
[0046]用去离子水对第一颗粒和第二颗粒的表面进行清洗。
[0047]本专利技术在制备试样前，用去离子水清洗颗粒表面，可避免其表面的灰尘、油污等影响胶结物黏附效果，进而对试验结果的准确性造成影响。
[0048]S2、将第二颗粒放置于胶结物处，待胶结物呈固态状时，得到拉伸试样；
[0049]优选地，第一颗粒和第二颗粒的粒径为1
‑
3mm；第一颗粒和第二颗粒的表面粗糙度在预设范围内。
[0050]优选的，预设范围为1
‑
3微米。
[0051]本专利技术选取粗糙度在预设范围内的颗粒来制备拉伸试样，可保证胶结物与要粘接的颗粒之间良好接触。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种颗粒间胶结物力学特性曲线的获取方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在第一颗粒的球顶处滴加呈液态状的胶结物；S2、将第二颗粒放置于所述胶结物处，待所述胶结物呈固态状时，得到拉伸试样；所述第一颗粒和所述第二颗粒的粒径为1
‑
3mm；S3、对所述拉伸试样进行拉伸实验，获取颗粒间胶结物拉力
‑
拉伸位移曲线。2.根据权利要求1所述的颗粒间胶结物力学特性曲线的获取方法，其特征在于，所述第一颗粒和所述第二颗粒的表面粗糙度在预设范围内。3.根据权利要求1所述的一种颗粒间胶结物力学特性曲线的获取方法，其特征在于，所述胶结物常温下为固态，加热至预设温度时为液态。4.根据权利要求1所述的颗粒间胶结物力学特性曲线的获取方法，其特征在于，所述S2具体包括：S21、控制所述拉伸试样中的第一颗粒与所述第二颗粒沿同一条直线朝相反的方向运动，并记录测试装置受到的拉力和所述第一颗粒相对所述第二颗粒的拉伸位移；S22、重复S21，记录多个拉力和对应的拉伸位移，根据所述多个拉力和对应的拉伸位移获取拉力
‑
拉伸位移曲线。5.根据权利要求1所述的颗粒间胶结物力学特性曲线的获取方法，其特征在于，在所述S3之后还包括：S4、在第三颗粒的球顶处滴加呈液态状的胶结物；S5...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲诚，王劭涵，刘奉银，赵靖伟，李跃涛，李敬昌，韩斌，张云广，张会员，龙耀东，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：