[发明专利]一种滚球式土体剪切型断裂破坏试验装置

权利要求书

1.一种滚球式土体剪切型断裂破坏试验装置，其特征在于：包括基座、滚球装置、试样托板、阻隔板、推力装置、数据监测装置和数据采集装置；

滚球装置嵌入在基座中；

试样托板位于滚球装置上方，用于承托试样；

试样具有两条对称且相平行的预制裂缝，且预制裂缝深入试样总长设定的距离，保证试样裂缝延伸处的弯矩为零，同时对称的双预制裂缝便于设置对照组，方便比较同一次试验的两个预制裂缝试验结果；

试样托板包括中间托板和位于中间托板两侧的两块侧托板；中间托板与两块侧托板长度、宽度及厚度均相同，中间托板与两块侧托板之间均通过滚动导向装置相连接；同时，中间托板和两块侧托板之间均具有缝隙槽；两条缝隙槽分别与两条预制裂缝位置相对应，且宽度相等；

滚动导向装置包括大滚槽、小滚槽、大滚球和小滚球；大滚槽和小滚槽分别沿托板长侧边方向设置在侧托板靠近中间托板一侧，并形成具有侧边开口的插接槽；中间托板的两条长侧边均具有插接边，插接边沿中间托板宽度方向向两侧伸出一部分，分别插接在对应的插接槽内；中间托板的每个插接边上沿托板长侧边方向均设置有一排大滚球和一排小滚球，其中，大滚球位于大滚槽内，小滚球位于小滚槽内，且大滚球和小滚球直径分别小于大滚槽和小滚槽；

大滚球的直径为小滚球直径的1.5~3倍，但小于滚球装置中滚球的直径；

在试样托板的大小范围内，能使用任意大小的试样，但是要保证试样的预制裂缝始终处于两块侧托板与中间托板之间的缝隙槽内，且预制裂缝宽度始终与缝隙槽宽度相同；

中间托板与两块侧托板之间滚动导向装置的设置，能使得中间托板与两块侧托板之间为滚动摩擦，摩擦力小，在提高试验准确性的同时，防止中间托板与两侧托板之间的上下错动，且保证中间托板能从两侧托板中水平滑出，使得试样发生断裂时，中间托板以及两侧托板之间的摩擦力几乎为零，消除摩擦力对试验的影响；

阻隔板有两块，均固定在基座上，且与两块侧托板位置相对应，用于对两块侧托板以及位于两块侧托板正上方的试样形成阻挡；双阻隔板的设置，能将试样裂缝延伸处的弯矩消除为零，实现纯剪切型断裂；托板下部安装抹油润滑油的滚球装置，形成滚动摩擦，摩擦力小，提高试验的准确性；

推力装置包括推力板、推力控制器，推力板用于将位于中间托板正上方的试样向着阻隔板的方向进行推移；推力控制器用于向推力板提供垂直于推力板面的水平推力；

数据监测装置包括应力传感器、位移传感器和位移传感器持力架，其中，应力传感器用于检测推力板的推力，位移传感器用于检测推力板的位移；

数据采集装置包括数据采集线和数据采集器，用于采集数据监测装置监测的数据并传输至电脑。

2.根据权利要求1所述的滚球式土体剪切型断裂破坏试验装置，其特征在于：两块阻隔板均呈L型，阻挡板的宽度不大于侧托板的宽度。

3.根据权利要求1所述的滚球式土体剪切型断裂破坏试验装置，其特征在于：推力控制器通过推力杆与推力板相连接。

4.根据权利要求3所述的滚球式土体剪切型断裂破坏试验装置，其特征在于：应力传感器安装在推力杆中部。