[发明专利]一种冰岩界面滑动摩擦系数测定装置

说明书

本发明公开了一种冰岩界面滑动摩擦系数测定装置，属于摩擦系数测定技术领域，包括仪器壳体、加热器、温度控制器、岩样夹持器、温度传感器、滚珠丝杠、扭矩传感器、电机、光杠、加压丝杠、加压手柄、行走器壳体、行走器上盖、压力传感器、冰样夹持器、碟簧、数据记录仪及低温试验箱，该装置结构简单、使用方便，通过调节低温试验箱内部温度、加热器加热温度、加压丝杠施加的正应力和电机回转速度控制的冰岩相对滑动速度，改变岩样的成分，可以在不同压力、温度、地层条件、地热通量和相对速度情况下测定冰岩界面滑动摩擦系数，测试全面、测试成本低廉，可真实反映冰岩界面滑动特性满足不同冰川研究的需求。

技术领域

本发明涉及一种冰岩界面滑动摩擦系数测定装置，属于摩擦系数测定技术领域。

背景技术

冰川底部滑动是导致冰川跃动引发冰川灾害的重要原因之一。此外，海平面上升预测模型的可靠性也很大程度上取决于冰岩交界处的滑动特性。然而，通过对钻孔、隧道等原位观察和测量所获得的冰岩界面的滑动特性在时间和空间上都有着非常大的局限性，这也使得目前对冰岩界面的基底滑动特性知之甚少。

发明内容

为了解决现有测定冰岩界面滑动摩擦系数技术的不足，提供一种结构简单、使用方便，可以在不同压力、温度、地层条件、地热通量和相对速度情况下测定冰岩界面滑动摩擦系数的装置。

本发明采用如下的技术方案：一种冰岩界面滑动摩擦系数测定装置，其特征在于，包括：仪器壳体、加热器、温度控制器、岩样夹持器、温度传感器、滚珠丝杠、扭矩传感器、电机、光杠、加压丝杠、加压手柄、行走器壳体、行走器上盖、压力传感器、冰样夹持器、碟簧、数据记录仪及低温试验箱，所述行走器上盖设置在行走器壳体上，行走器上盖中部开设有螺纹通孔；所述加压丝杠穿过行走器上盖上的螺纹通孔并与其螺纹连接，加压丝杠的上端与加压手柄固定连接，加压丝杠与冰样夹持器呈同轴布置，加压丝杠的下端面与冰样夹持器的上端面之间安装有压力传感器；所述冰样夹持器通过碟簧与行走器壳体接触连接，在所述冰样夹持器上装有温度传感器，冰样夹持器用于夹持冰样使得冰样与行走器壳体同步运动；所述行走器壳体通过滚珠丝杠和光杠安装在仪器壳体上；所述加热器固定在仪器壳体上，加热器上安装有温度控制器；所述岩样夹持器用于夹紧岩样及加热器，使岩样与加热器贴合；所述电机的输出轴通过扭矩传感器与滚珠丝杠连接；所述数据记录仪通过连接线分别与压力传感器、温度传感器及扭矩传感器相连；

其中仪器壳体、加热器、温度控制器、岩样夹持器、温度传感器、滚珠丝杠、光杠、加压丝杠、加压手柄、行走器壳体、行走器上盖、压力传感器、冰样夹持器及碟簧置于低温试验箱内部。

进一步，所述加热器采用硅橡胶加热器或者铸铝加热器。

其中，用于连接压力传感器的连接线通过加压丝杠中心通道与压力传感器连接。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：本发明提出了一种结构简单、使用方便，可模拟不同冰层厚度、地热通量、地层条件、冰层温度和相对速度情况测定冰岩界面滑动摩擦系数的装置，根据滑动摩擦系数的定义，测试拟冰川基底压力条件和地层条件下的冰岩界面滑动摩擦系数，以提高试验的可控性，测试全面、测试成本低廉，可真实反映冰岩界面滑动特性满足不同冰川研究的需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明示意性实施例及其说明用于理解本发明，并不构成本发明的不当限定，在附图中：

图1为本发明实施例中冰岩界面滑动摩擦系数测定装置的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖视图。