[实用新型]光弹颗粒流动剪切柔性边界试验装置

说明书

技术领域

一种试验装置，特别是一种光弹颗粒流动剪切柔性边界试验装置。

背景技术

我国领土辽阔、人口众多，又是一个多山国家，山地、高原和丘陵占我国国土面积的高达69%，每年都会有大量的滑坡和泥石流等岩土颗粒流动所致的地质灾害发生。研究岩土颗粒材料流动特性对揭示滑坡、泥石流地质灾害的破坏机理以及山区建筑场地的选址研究有着重要的意义。目前，传统的基于光弹测试技术的岩土颗粒材料力学特性研究试验装置均采用刚性边界。由于岩土颗粒材料在发生流动过程中上部荷载并不会发生变化，且无变形的限制。因此采用传统的光弹颗粒试验装置研究岩土颗粒流动问题便会无法避免由于岩土颗粒材料流动过程中出现的应力集中现象，将会在很大程度上影响试验结果，使得测得的剪应力偏大，从而影响工程的安全性。

实用新型内容

为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单，功能强大，试验效果好的光弹颗粒流动剪切柔性边界试验装置，解决了过去只能通过刚性边界研究岩土体颗粒材料破坏而不能真实的反应实际工程中岩土颗粒材料流动过程，此外，通过观测光弹颗粒的光弹效应可以适时观测细观尺度下颗粒材料的力链演化特征并且传感器可以重复利用，节省成本。

为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：

光弹颗粒流动剪切柔性边界试验装置,包括：放置光弹颗粒材料的剪切室，控制剪切室的流动剪切速率的驱动组件，连接于剪切室的围压控制装置,测试剪切室内光弹颗粒流动数据的数据采集装置，剪切室包括：剪切室本体，置于剪切室本体的侧边的水箱，延伸于剪切室本体的侧边的边界。

前述的光弹颗粒流动剪切柔性边界试验装置,边界组成有：位于水箱与颗粒接触的一边的橡皮膜，位于其余三边的硬质边界。

前述的光弹颗粒流动剪切柔性边界试验装置,围压控制装置包括：压力控制机，连接于压力控制机与橡皮膜之间的阀门。

前述的光弹颗粒流动剪切柔性边界试验装置,数据采集装置包括；置于剪切室下的光源，置于光源与剪切室之间的第一偏振片，置于剪切室上的分光镜，镜头对准分光镜一面的第一相机，镜头对准分光镜另一面的第二相机，置于第一相机与分光镜之间的第二偏振片。

前述的光弹颗粒流动剪切柔性边界试验装置,第一相机垂直于第二相机。

前述的光弹颗粒流动剪切柔性边界试验装置,驱动组件包括：马达，置于马达与剪切室之间的扭力感应器。

本实用新型的有益之处在于：本实用新型提供一种结构简单，功能强大，试验效果好的光弹颗粒流动剪切柔性边界试验装置，解决了过去只能通过刚性边界研究岩土体颗粒材料破坏而不能真实的反应实际工程中岩土颗粒材料流动过程，此外，通过观测光弹颗粒的光弹效应可以适时观测细观尺度下颗粒材料的力链演化特征并且传感器可以重复利用，节省成本。

附图说明

图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的一种实施例的俯视图；

图中附图标记的含义：

1 剪切室，2 光源，3 第一偏振片，4 分光镜，5 第一相机，6 第二相机，7 第二偏振片，8马达， 9 扭力感应器，10 阀门，11 压力控制机，12 光弹颗粒。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。

光弹颗粒12流动剪切柔性边界试验装置,包括：放置光弹颗粒12材料的剪切室1，控制剪切室1的流动剪切速率的驱动组件，连接于剪切室1的围压控制装置,测试剪切室1内光弹颗粒12流动数据的数据采集装置，数据采集装置包括；置于剪切室1下的光源2，置于光源2与剪切室1之间的第一偏振片3，置于剪切室1上的分光镜4，镜头对准分光镜4一面的第一相机5，镜头对准分光镜4另一面的第二相机6，置于第一相机5与分光镜4之间的第二偏振片7。第一相机5垂直于第二相机6。驱动组件包括：马达8，置于马达8与剪切室1之间的扭力感应器9。剪切室1包括：剪切室本体，置于剪切室本体的侧边的水箱，延伸于剪切室本体的侧边的边界。边界组成有：位于水箱与颗粒接触的一边的橡皮膜，位于其余三边的硬质边界。围压控制装置包括：压力控制机11，连接于压力控制机11与橡皮膜之间的阀门10。本试验系统利用液压控制的柔性边界，颗粒材料流动剪切试验方法，以橡皮膜内部液体（水或油）的压力控制光弹颗粒12的围压，实现柔性边界的均布荷载。根据试验工况调节围压至设定值，设定马达8转动速度，实现特定剪切速率下有内环转动所形成的光弹颗粒12流动试验过程，扭力传感器开始读数并存储，于此同时试样上部两台相机开始同时拍摄颗粒材料的位置信息和光弹效应。