[实用新型]颗粒体系多物理场观测实验平台

说明书

本实用新型提供了一种颗粒体系多物理场观测实验平台，能够实现复杂应力、应变路径下的颗粒接触力多物理场测量，它包括：两块加载板与两块固定板，多个销钉连接件，和透明底板；动力加载模块；红外测距模块，设置在装样模块上，用于监测加载板的移动距离，进而获取颗粒试样加载后的应变状态；压力传感模块，设置在装样模块上、与动力加载模块相对应的位置处，用于监测加载板压力；阵列摄像模块，设置在装样模块上方；光源模块，设置在装样模块下方，提供光源；检偏模块，包括：可拆卸地设置在装样模块和光源模块之间的第一检偏镜，和可拆卸地设置在阵列摄像模块和装样模块之间的第二检偏镜；以及声发射监测模块，可拆卸地设置在装样模块上。

技术领域

本实用新型属于颗粒材料力学研究设备领域，具体涉及一种颗粒体系多物理场观测实验平台。

背景技术

颗粒材料是由大量离散固体颗粒相互作用形成的复杂体系，广泛存在于自然界中，诸如铁路道砟、堆石体、滑坡堰塞体等均可视为颗粒材料。颗粒物质力学复杂多变，其困难在于颗粒物质可以表现出像固体(例如，在沙堆中)，液体(从料斗或筒仓中倒出)，或像气体(当它被强烈搅动时)的本构行为。由于颗粒材料的复杂性，不能单纯的以固体或者流体的研究方法来研究其宏观力学特性，尤其是颗粒间的接触和力链变化对其宏观力学特性具有极大的影响。

颗粒材料具有灵活多变的物理特性，对其进行研究的手段也逐渐丰富多样，但现有的实验装置通常设计目标单一，无法满足多加载模式，多物理测试手段的需求。因此，亟需提供一种能够实现多种物理实验模式和加载方法的颗粒力学行为观测平台，从而能够对复杂颗粒体系多物理场进行观测测量。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种颗粒体系多物理场观测实验平台，能够满足复杂应力、应变路径下的颗粒接触力多物理场测量实验研究的需求。

本实用新型为了实现上述目的，采用了以下方案：

本实用新型提供一种颗粒体系多物理场观装样模块，包括：中部均镂空形成滑槽、且端部依次相连围成放置颗粒试样的容纳腔的两块加载板与两块固定板，设置在各个滑槽中的多个销钉连接件，和设置在容纳腔底部的透明底板；加载板一端的滑槽与另一个加载板一端的滑槽相交叉、并通过销钉连接件可移动相连，每个加载板另一端的滑槽与相应的固定板一端的滑槽相交叉、并通过销钉连接件可移动相连，两块固定板的另一端固定相连；动力加载模块，包括：分别设置在两块加载板近旁、并朝向相应加载板施加荷载的第一加载单元和第二加载单元；红外测距模块，设置在装样模块上，用于监测加载板的移动距离，进而获取颗粒试样加载后的应变状态；压力传感模块，设置在装样模块上、与第一加载单元和第二加载单元相对应的位置处，用于监测加载板压力；阵列摄像模块，设置在装样模块上方，用于获取满足光弹测量、DIC测量要求的颗粒图像；光源模块，设置在装样模块下方，提供满足光弹测量、DIC测量要求的光源；检偏模块，包括：可拆卸地设置在装样模块和光源模块之间的第一检偏镜，和可拆卸地设置在阵列摄像模块和装样模块之间的第二检偏镜；以及声发射监测模块，可拆卸地设置在装样模块上，用于监测加载过程中颗粒试样的声发射现象，其中，销钉连接件分为矩形和圆形两种，当需要两个加载板保持相互垂直的状态进行实验时，采用矩形销钉连接件连接；当需要使两个加载板形成倾斜夹角进行实验时，采用圆形销钉连接件连接。

优选地，本实用新型所涉及的颗粒体系多物理场观测实验平台还可以包括：安装架，可拆卸地安装装样模块、动力加载模块、阵列摄像模块、光源模块以及检偏模块，并且设置有多个安装位，用于上下调整各模块之间的相对位置，且底部设有多个滑轮和滑轮止动件。

优选地，本实用新型所涉及的颗粒体系多物理场观测实验平台还可以具有这样的特征：装样模块还包括设置在容纳腔上部的透明顶板。

优选地，本实用新型所涉及的颗粒体系多物理场观测实验平台还可以具有这样的特征：第二加载单元包括两个伺服电机加载器，分别对加载板的不同区域独立进行加载；第一加载单元为对另一个加载板的中部进行加载的伺服电机加载器。