[发明专利]胶结颗粒接触抗剪、抗扭测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗剪、抗扭测试装置，特别涉及一种胶结颗粒接触抗剪、抗扭测试装置。

背景技术

基础工程与地下工程中常常遇到砂土地基。目前这类工程设计要么凭经验，要么采用有限单元法进行数值模拟。但是有限单元法是基于连续介质力学的数值方法，用于分析砂土具有很大的缺陷，分析结果往往不可靠。分析砂土这种离散性颗粒材料，一种更有效的方法是离散单元法。离散单元法是以不连续介质力学为基础的一种数值模拟技术。离散单元法的关键之处是颗粒之间的接触力学，即接触本构关系。离散单元法已经成功用于干砂等非胶结颗粒材料力学行为的数值模拟。但现场的天然砂土与干砂有一些截然不同的力学行为，这是因为大部分天然砂土具有微观结构性，即土颗粒之间存在胶结物。通过试验来建立胶结颗粒接触力学，可以实现天然砂土的离散元数值模拟，为基础工程与地下工程设计提供理论指导。现有的试验成果只测定了胶结颗粒接触点在单纯剪切和单纯扭转时的力学特性，而不能测定胶结颗粒接触点在不同法向压力下剪切和扭转的力学特性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种测定胶结颗粒接触点抗剪、抗扭测试装置。

为解决上述技术问题，本发明胶结颗粒接触抗剪、抗扭测试装置包括L形的零件一、Z形的零件二，零件一由水平部和垂直部组成，零件二由第一垂直部、第一水平部和第二垂直部组成，零件二的第一水平部与零件一的水平部的相对面为水平方向，零件二和零件一的相对面上分别设置两个可以固定胶结颗粒的固定装置，其中心连线为竖直方向。

所述的固定胶结颗粒的固定装置为在相对面上分别设置一可放入胶结颗粒的凹槽，在零件一上设置与凹槽垂直的螺纹通孔。

零件二的第二垂直部与零件一的水平部水平方向和垂直方向都设有间隙；零件二的第一垂直部与零件一的水平部在水平方向上设有间隙。零件一的水平部上凹槽外侧设置为斜面。这样，可以保证顺利实现剪切和扭转，零件之间在一定载荷和位移范围内不会相互扰动。

零件二的第一水平部外侧设有一个弧形凹槽，其中心在固定胶结颗粒的固定装置中心连线上。零件二的第一垂直部外侧设有两个弧形凹槽，其中一个凹槽设在零件二和零件一的相对面所在的水平面上，另一凹槽设在零件二第一垂直部的端部；零件二的第二垂直部外侧近端部设有一个弧形凹槽，零件一的垂直部外侧也设有一弧形凹槽，这两个凹槽的中心连线在水平面上。

采用这样的结构后，本发明可以测定胶结颗粒接触点在不同法向压力下剪切和扭转的力学特性。这对于胶结颗粒的微观接触本构关系是很重要的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明胶结颗粒接触抗剪、抗扭测试装置的结构图。

图2是本发明胶结颗粒接触抗剪、抗扭测试装置的扭转测试的结构图。

图3是本发明胶结颗粒接触抗剪、抗扭测试装置的剪切测试的结构图。

图4是本发明胶结颗粒接触抗剪、抗扭测试装置的零件一的主视图。

图5是本发明胶结颗粒接触抗剪、抗扭测试装置的零件二的主视图。

具体实施方式

胶结颗粒接触抗剪、抗扭测试装置包括L形的零件一、Z形的零件二，零件一由水平部11和垂直部12组成，零件二由第一垂直部21、第一水平部22和第二垂直部23组成，零件二的第一水平部22与零件一的水平部11的相对面6为水平方向，零件二和零件一的相对面6上分别设置两个可以固定胶结颗粒的固定装置71、72，其中心连线为竖直方向。

固定胶结颗粒的固定装置71、72为在相对面6上分别设置一可放入胶结颗粒的凹槽73、74，在零件一上设置与凹槽73、74垂直的螺纹通孔75、76。

零件二的第二垂直部23与零件一的水平部11水平方向和垂直方向都设有间隙；零件二的第一垂直部21与零件一的水平部11在水平方向上设有间隙。

零件一的水平部11上凹槽73外侧设置为斜面。

零件二的第一水平部22外侧设有一个弧形凹槽221，其中心在固定胶结颗粒的固定装置71、72的中心连线上。零件二的第一垂直部21外侧设有两个弧形凹槽211、212，凹槽211在零件二和零件一的相对面6所在的水平面上，凹槽212设在零件二第一垂直部21的端部；零件二的第二垂直部23外侧近端部设有一个弧形凹槽231，零件一的垂直部12外侧也设有一弧形凹槽121，零件一的凹槽121和零件二上的凹槽211中心连线在水平面上。