位移規(guī)律；
模型槽上方的第一激光源和第二激光源的激光入射形成切面，由模型槽側(cè)面的第二數(shù)碼相機(jī)圍繞滑軌一周，在固定的卡槽位置記錄加載過程中接觸面和透明土內(nèi)部的位移規(guī)律；
E，重復(fù)步驟^0，對比觀測模型粧內(nèi)、外側(cè)壁與透明土接觸部分的摩擦特性，完成內(nèi)外側(cè)壁摩擦特性的可視化觀測試驗(yàn)，重復(fù)制備透明土的過程中保持透明土的高度和密實(shí)度不變，以保證全比例尺模型粧周圍的圍壓不變。
[0031]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種PCC粧內(nèi)摩擦力的測試裝置，其特征在于，包括承臺(19)、模型粧(2)、模型槽(I)、激光源以及數(shù)碼攝像裝置； 所述模型槽(1)為透明裝置，且設(shè)置在承臺(19)上，所述模型粧(2)為全比例尺的PCC粧，設(shè)置在所述模型槽(1)內(nèi)且兩者之間留有間隙，模型粧(2)的粧芯部分填充透明土 (3)，所述模型粧(2)與透明土(3)的接觸面上設(shè)有若干枚用于測試土體的側(cè)壓力的土壓力盒(9)，所述模型槽(I)的底部和承臺(19)對應(yīng)模型粧(2)的位置開設(shè)有若干個(gè)通孔，每個(gè)通孔內(nèi)均設(shè)有傳力桿(4)，所述傳力桿(4)帶動(dòng)模型粧(2)豎直方向移動(dòng)，所述傳力桿(4)底部設(shè)有用于控制其豎直位移的加載系統(tǒng)(7)，且兩者之間設(shè)有壓力傳感器(6)和傳力板(5);所述傳力桿(4)上部內(nèi)嵌于模型粧(2)的底部、下部固定在傳力板(5)上，所述傳力板(5)為圓形板，底部通過所述壓力傳感器(6)與加載系統(tǒng)(7)連接，所述壓力傳感器(6)通過數(shù)據(jù)線與采集系統(tǒng)相連，用于記錄傳力板(5)上的壓力； 所述激光源包括第一激光源(10)、第二激光源(11)、第三激光源(13)和第四激光源(14),所述第一激光源(10 )和第二激光源(11)設(shè)置在模型槽(1)的上方，第三激光源(13 )和第四激光源(14)對稱設(shè)置在模型槽(1)的側(cè)面，且位于模型粧(2)對稱軸的兩側(cè)； 所述數(shù)碼攝像裝置包括第一數(shù)相機(jī)(12)和第二數(shù)碼相機(jī)(15)，所述第一數(shù)相機(jī)(12設(shè)置在模型槽(I)的上方，且位于第一激光源(10)和第二激光源(11)的中間，所述承臺(19)上還設(shè)有環(huán)形滑軌(16)，所述環(huán)形滑軌(16)繞模型槽(1)設(shè)置，所述第二數(shù)碼相機(jī)(15)與環(huán)形滑軌(16)活動(dòng)連接，可沿環(huán)形滑軌(16)移動(dòng)，滑軌(16)上設(shè)置有卡槽和刻度，用于固定第二數(shù)碼相機(jī)(15)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PCC粧內(nèi)摩擦力的測試裝置，其特征在于，所述通孔和傳力桿(4)的數(shù)量均為四個(gè)，所述通孔沿模型粧的圓周均勻分布，所述傳力桿(4)為空心圓柱形鋼管，模型槽(1)與傳力桿(4)之間設(shè)有環(huán)形密封墊(8)，所述環(huán)形密封墊(8)為橡膠材料制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PCC粧內(nèi)摩擦力的測試裝置，其特征在于，所述若干枚土壓力盒(9)沿模型粧(2)的內(nèi)壁圓周對稱布置，且高度方向上，透明土 (3)的上部、中部、下部均埋設(shè)有土壓力盒(9)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PCC粧內(nèi)摩擦力的測試裝置，其特征在于，所述模型槽(1)采用透明有機(jī)玻璃或透明鋼化玻璃制成。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PCC粧內(nèi)摩擦力的測試裝置，其特征在于，所述模型槽(1)的形狀為空心圓柱體或長方體，所述空心圓柱體直徑為900?1300mm、高度為300~350mm、周圍壁厚10?20mm、底面壁厚20?40mm;所述長方體邊長為900?1300mm、高度為300?350mm、周圍壁厚1?20mm、底面壁厚20?40mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PCC粧內(nèi)摩擦力的測試裝置，其特征在于，所述透明土(3)由透明固體顆粒與孔隙液體制配而成，透明固體顆粒為粒徑為0.25mm?2.0mm的全氟環(huán)狀聚合物顆?；蛄綖?.1mm?1.0mm的恪融石英砂或粒徑為0.0lmm~075mm的無定形二氧化娃粉末，孔隙液體為糖溶液或氯化鈉溶液或酒精溶液或溴化鈣溶液。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種PCC粧內(nèi)摩擦力的測試裝置，其特征在于，所述模型粧(2)由聚碳酸酯或有機(jī)玻璃材料制成，內(nèi)徑為600?800mm，外徑為800?1100mm，底部內(nèi)嵌傳力桿⑷。8.基于權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的一種PCC粧內(nèi)摩擦力的測試裝置的使用方法，其特征在于，包括如下步驟: A，根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求，制作模型槽、全比例尺的模型粧和透明土； B，將模型槽置于承臺上，將模型粧置于模型槽內(nèi)，將傳力桿穿過模型槽與傳力板相連，壓力傳感器連接傳力板與加載系統(tǒng)； C，開啟加載系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)的位移速率，施加豎直位移，記錄壓力傳感器的示數(shù)； D，在模型粧內(nèi)填充透明土，在透明土與模型粧的接觸面上布置土壓力盒，在模型槽周圍布置環(huán)形滑軌，在模型槽上方和側(cè)面安裝激光源和數(shù)碼攝像裝置，數(shù)碼攝像裝置通過數(shù)據(jù)線與處理裝置連接;打開激光源，檢查其在透明土體內(nèi)部形成的顆粒切面明亮度，調(diào)整激光角度，分別使激光垂直和水平入射，打開對應(yīng)的數(shù)碼攝像裝置，調(diào)整其鏡頭，使其能拍攝整個(gè)試驗(yàn)畫面； E，開啟加載系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)的位移速率，施加豎直位移，記錄土壓力盒和壓力傳感器的示數(shù)，在指定位移處，暫停加載； 模型槽側(cè)面的第三激光源和第四激光源的激光入射形成切面，由模型槽上方的第一數(shù)碼相機(jī)記錄土體位移規(guī)律； 模型槽上方的第一激光源和第二激光源的激光入射形成切面，由模型槽側(cè)面的第二數(shù)碼相機(jī)圍繞滑軌一周，在固定的卡槽位置記錄加載過程中接觸面和透明土內(nèi)部的位移規(guī)律； F，重復(fù)步驟六^，通過試驗(yàn)裝置測試不同內(nèi)徑的模型粧內(nèi)摩擦系數(shù)的大小，重復(fù)制備透明土的過程中保持透明土的高度和密實(shí)度不變，以保證全比例尺模型粧周圍的圍壓不變； G，改變透明土的密實(shí)度，重復(fù)步驟A~E分析透明土密實(shí)度對內(nèi)摩擦系數(shù)大小的影響規(guī)律； H，在模型粧與模型槽之間間隙填充透明土，進(jìn)行步驟A、B、D、E的操作，對比觀測模型粧的粧內(nèi)、外側(cè)壁與透明土之間的摩擦特性，完成模型粧內(nèi)摩擦力的測試以及內(nèi)外側(cè)壁摩擦特性的可視化觀測試驗(yàn)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種PCC粧內(nèi)摩擦力的測試裝置的使用方法，其特征在于，所述步驟A中模型槽采用透明有機(jī)玻璃或透明鋼化玻璃制成，模型槽的形狀為空心圓柱體或長方體，所述空心圓柱體直徑為900?1300mm、高度為300?350mm、周圍壁厚10?20mm、底面壁厚20?40mm;所述長方體邊長為900?1300mm、高度為300?350mm、周圍壁厚10?20mm、底面壁厚20?40mm。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種PCC粧內(nèi)摩擦力的測試裝置的使用方法，其特征在于，所述步驟A透明土由透明固體顆粒與孔隙液體制配而成，透明固體顆粒為粒徑為0.25mm?.2.0mm的全氟環(huán)狀聚合物顆?；蛄綖?.1mm?1.0mm的恪融石英砂或粒徑為0.0lmm-.0.075mm的無定形二氧化硅粉末，孔隙液體為糖溶液或氯化鈉溶液或酒精溶液或溴化鈣溶液。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種PCC樁內(nèi)摩擦力的測試裝置及其使用方法，測試裝置包括承臺、模型樁、模型槽、激光源以及數(shù)碼攝像裝置；模型槽設(shè)置在承臺上，PCC模型樁設(shè)置模型槽內(nèi)，透明土充當(dāng)樁側(cè)土和樁芯土，模型樁與透明土的接觸面設(shè)有土壓力盒，傳力桿上部內(nèi)嵌于模型樁的底部、下部固定在傳力板上，傳力板底部通過壓力傳感器與加載系統(tǒng)連接，模型槽上方和側(cè)面均設(shè)有激光源和數(shù)碼相機(jī)。本發(fā)明的測試裝置實(shí)現(xiàn)可視化觀測全比例尺PCC樁在豎直位移作用下內(nèi)摩擦系數(shù)的大小，對比分析內(nèi)、外摩擦特性的差異性，對于研究全比例尺模型樁接觸面摩擦具有重要的意義，同時(shí)，本發(fā)明的試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)。
【IPC分類】G01N19/02
【公開號】CN105699289
【申請?zhí)枴緾N201610264722
【發(fā)明人】李春紅, 孔綱強(qiáng), 劉漢龍, 孟珍珠, 劉璐
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年4月26日