[实用新型]一种用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置

说明书

一种用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置，适用于对岩土检测使用。包括固定刚体框架、液压加载系统、界面剪切盒系统、电磁式振动台及数据采集系统；固定刚体框架起容纳和稳固作用，液压加载系统由中空式液压千斤顶、穿心式荷重传感器和减震弹簧组成，界面剪切盒系统由土体剪切盒和结构面板组成，电磁式振动台用于提供水平振动力，数据采集系统由位移传感器、荷重传感器、测振仪及数字位移照相系统组成。确定试验材料，安装试验材料，进行固结试验，进行振动剪切试验。有效避免了剪切盒漏土、位移测量不准确、存在摩擦等问题，易于操作、成本低廉、适用性广。

技术领域：

本实用新型涉及一种界面振动单剪试验装置，尤其适用于对岩土检测使用的一种用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置。

背景技术：

现代土动力学自1964年日本新泻(Niigata)地震、美国阿拉斯加(Alaskan)地震和1976 年中国唐山地震后，受到了普遍高度重视及广泛深入的试验研究。土动力学特性测试方面的仪器主要有动三轴仪、动扭剪仪和动单剪仪等仪器。与动三轴仪和动扭剪仪相比较，动单剪仪具有加载条件更接近实际地震作用，且剪应力可以直接施加及剪应变可以直接量测等多方面的优点。然而，现有的动单剪仪仍存在剪切过程在剪切盒漏土、约束与土样间存在摩擦力、位移测试不准确、接触面厚度不明确和边界效应等技术问题，严重影响试验模拟的可靠度和精度。目前国内还没有能力批量生产循环动单剪仪，国际上最尖端的技术目前在欧洲的英国。除此之外，用于岩土体测试的静动态单剪试验系统已被广泛的应用与接受，而界面剪切仪，尤其是界面单剪仪在研究中却明显使用不足。

目前的界面剪切仪领域，基本没有有效的防止剪切盒漏土及接触摩擦等问题的措施。与本实用新型相类似的界面剪切仪，如CN1401987A公开的一种观测土与结构件接触面力学特性的循环加载剪切仪，采用了在土容器盒外侧安装带弹簧的土挡板，但也额外增加了接触面边界摩擦；又如CN108318354A公开的剪切盒、应力试验方法及装置，以及CN202928876U公开的用于大型直接剪切试验的滚动摩擦剪切盒中采用的上下剪切盒间加滑槽或滑轨的方法，只能局部减小上下剪切盒间的摩擦，且工艺复杂，不适用于本实用新型所要解决的土与盒、环与环、环与盒等任意接触面积的摩擦。

综上所述，现有的研究中，针对接触面的振动单剪装置研究仍较少，并且缺乏有效的防止剪切盒漏土及接触摩擦等问题的措施，对于减小实验误差以更真实的模拟接触面应力与变形特性缺少改进的手段。

发明内容：

发明目的：针对上述技术的不足之处，提供一种结构简单，使用方便，检测效果好，试验误差小的用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置。

为实现上述目的，本实用新型的用于模拟动力接触问题的界面振动单剪试验装置，包括固定刚体框架、液压加载系统、界面剪切盒系统、电磁式振动台及数据采集系统；

所述固定刚体框架为前后开口的方形框架，顶部中央设有螺纹安装孔和圆形开口，底部对称设置的两个“L”形固定角架；

所述液压加载系统包括中空式液压千斤顶，中空式液压千斤顶的活塞缸通过螺杆和螺母固定在固定刚体框架上，中空式液压千斤顶的活塞上设有竖向压头，竖向压头与中空式液压千斤顶活塞之间设有减震弹簧板，减震弹簧板上设有四个通孔，通孔中设有单头螺柱，单头螺柱一端为光滑结构，另一端为螺纹结构，其中光滑结构一端与中空式液压千斤顶活塞连接，活塞与单头螺柱光滑结构连接处设有光滑圆孔，单头螺柱螺纹结构一端与竖向压头连接，单头螺柱顶端距离活塞上光滑圆孔顶端留有余量，保有一定距离，用于保证弹簧板能发生一定的压缩位移；