[发明专利]一种磁悬浮式土体Ⅱ型断裂装置

说明书

本发明公开了一种磁悬浮式土体Ⅱ型断裂装置，包括土体试样、试验平台、磁悬浮装置、阻拦器、推拉动力装置和数据采集装置；磁悬浮装置包括三个磁悬浮平台和三个磁悬浮支座；三个磁悬浮支座平行并列且等距摆放，均包括T型支架、水平磁铁和垂直磁铁；三个磁悬浮平台均为C型平台；每个磁悬浮平台的C型内腔中设有两个水平电磁线圈和两个垂直电磁线圈；相邻两个磁悬浮平台之间均具有与土体试样预制裂缝相对应的间隔缝隙；阻拦器包括固定座、控制器、伸缩杆和阻拦板。本发明通过通电线圈产生磁场，利用同性相斥异性相吸的原理，实现磁悬浮效应，不仅完全消除土体试样下侧摩擦力，还可以限制磁悬浮平台的运动方式。

技术领域

本发明涉及土工试验装置，特别是一种磁悬浮式土体Ⅱ型断裂装置。

背景技术

断裂是由于新裂缝萌生或已存在裂缝的扩展而引起的一种破坏过程，是材料和结构的破坏失效形式之一。在断裂力学中，裂缝扩展按其受力状态可分为三种基本类型，即：张开型（也即I型）、滑开型（也即Ⅱ型）和撕开型（也即III型），分别如图1所示。在土体断裂破坏中，主要涉及I型和Ⅱ型断裂两种，本发明主要适用于纯Ⅱ型断裂的研究。

申请号为CN201210518436.0的中国发明专利，其发明名称为“ 土体剪切断裂破坏试验装置及方法 ”，包括有底座、前挡板、推力提供装置、荷重传感器、位移传感器和数据采集器；前挡板安装在底座的端部，推力提供装置安装在底座上，推力提供装置的动力输出端通过荷重传感器与动力板连接，位移传感器设置在动力板和推力提供装置之间，动力板通过第一滑轨设置在底座上，在动力板与前挡板之间用于安放土体试样的底座上设置有第二滑轨，动力板与前挡板分别位于土体试样裂缝的左右两侧，位移传感器和荷重传感器的数据输出端与数据采集器的数据接收端连接。

上述专利申请，虽然能够加载II型断裂，然而，还存在着如下不足，有待进一步改进：

1、采用左右两垫板放置在土体试样和底座之间，垫板与底座通过滑轨连接。实际试验中，垫板与滑轨之间存在的摩擦力可能会影响试验结果，因此该方法需要进行改进。

2、土体试样尺寸固定，无法考虑土体试样尺寸以及初始裂缝尺寸变化对土体试样断裂韧度的影响。

3、只能对一条裂缝进行试验研究，但Ⅱ型断裂试验又不能对同一个土体试样进行两次试验，故而没有对照组，不便于比较试验结果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种磁悬浮式土体Ⅱ型断裂装置，该磁悬浮式土体Ⅱ型断裂装置通过通电线圈产生磁场，利用同性相斥异性相吸的原理，实现磁悬浮效应，不仅完全消除土体试样下侧摩擦力，还可以限制磁悬浮平台的运动方式，使之只能沿T型支架长度方向滑动，防止其在试验中晃动对试验结果的影响。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种磁悬浮式土体Ⅱ型断裂装置，包括土体试样、试验平台、磁悬浮装置、阻拦器、推拉动力装置和数据采集装置。

土体试样预制两条等长度的预制裂缝。

磁悬浮装置包括三个磁悬浮平台和三个磁悬浮支座。

三个磁悬浮支座均包括T型支架，T型支架包括T型横板和T型竖板。三个磁悬浮支座平行并列且等距摆放，且每个磁悬浮支座的T型竖板底端均固定安装在试验平台上。每个T型横板的两个外侧端上均安装有水平磁铁，位于T型竖板两侧的T型横板底部对称布设有垂直磁铁。