[发明专利]木质素改良粉质黏土回弹模量测试装置及测试方法

权利要求书

1.木质素改良粉质黏土回弹模量测试装置，包括工作台（1），其特征在于：所述工作台（1）上固定连接有竖板（11），所述竖板（11）上滑动连接有吊杆（2），所述吊杆（2）受外部动力驱动竖直往复滑动，所述吊杆（2）的底部固定连接有矩形杆（21），所述矩形杆（21）的底部固定连接有限位板（23），所述限位板（23）上滑动连接有支杆（4），所述支杆（4）的底部固定连接有配重块（46），所述工作台（1）上滑动连接有放置台（5），所述放置台（5）上转动连接有的半圆板（53），所述半圆板（53）的数量为四个，且每两个半圆板（53）相互配合呈两组设置，两组所述半圆板（53）组成的圆筒内放置冻融循环作用前后的木质素改良粉质黏土试样，所述配重块（46）与木质素改良粉质黏土试样间歇相抵，所述竖板（11）上设有用于记录配重块（46）接触到木质素改良粉质黏土试样后的运动距离的记录机构；

所述记录机构包括安装框（3），所述安装框（3）滑动连接在竖板（11）上，所述安装框（3）上安装有记录板（32）；

所述记录机构还包括第一齿条（25）和第二齿条（26），所述吊杆（2）上开设有与供第一齿条（25）和第二齿条（26）固定连接的矩形通孔，所述竖板（11）上转动连接有转轴（27），所述转轴（27）上转动连接有第一齿轮（29）和第二齿轮（28），所述第一齿轮（29）与第一齿条（25）啮合，所述第二齿轮（28）与第二齿条（26）啮合；

所述记录机构还包括固定连接在转轴（27）上的两个棘轮（272），两个所述棘轮（272）位于第一齿轮（29）和第二齿轮（28）之间，所述第一齿轮（29）和第二齿轮（28）上均转动连接有棘爪（281），所述第一齿轮（29）和第二齿轮（28）上均固定连接有弹片（282），两个所述弹片（282）分别与对应的棘爪（281）相抵，两个棘爪（281）分别与最靠近的棘轮（272）上的齿牙间歇相抵；

所述记录机构还包括安装在安装框（3）上的第三齿条（31），所述转轴（27）上远离吊杆（2）的一端固定连接有与第三齿条（31）啮合的第三齿轮（271）；

所述记录机构还包括固定连接在支杆（4）上的安装板（41），所述安装板（41）上固定连接有套环（42），所述套环（42）内滑动连接有记录笔（44），所述记录笔（44）与记录板（32）间歇滑动连接，所述矩形杆（21）上固定连接有磁性抬升板（22），所述记录笔（44）上靠近磁性抬升板（22）的一端设有与磁性抬升板（22）相吸的磁铁，且所述记录笔（44）靠近磁性抬升板（22）的一端与磁性抬升板（22）滑动连接，所述矩形杆（21）上套接有弹簧（24），所述弹簧（24）的两端分别与限位板（23）和支杆（4）相抵。

2.根据权利要求1所述的木质素改良粉质黏土回弹模量测试装置，其特征在于：所述安装框（3）上设有用于切换冻融循环作用前后木质素改良粉质黏土试样进行测试的切换机构，所述切换机构包括固定连接在安装框（3）上远离记录板（32）一面上的延长杆（33），所述放置台（5）上固定连接有延伸板（51），所述延伸板（51）上固定连接有安装柱（52），所述工作台（1）上开设有与延伸板（51）和安装柱（52）配合的槽，所述延长杆（33）和安装柱（52）之间固定连接有拉簧（34）。

3.根据权利要求2所述的木质素改良粉质黏土回弹模量测试装置，其特征在于：所述切换机构还包括固定连接在工作台（1）上的电动伸缩杆（57），所述工作台（1）上开设有与电动伸缩杆（57）输出端配合的通孔，所述电动伸缩杆（57）的输出端与放置台（5）间歇相抵，所述套环（42）上设有用于控制电动伸缩杆（57）的压敏开关（43），所述记录笔（44）上固定连接有与压敏开关（43）间歇相抵的压板（45）。

4.根据权利要求1所述的木质素改良粉质黏土回弹模量测试装置，其特征在于：所述工作台（1）上设有用于释放半圆板（53）内检测后的木质素改良粉质黏土试样的释放机构，所述释放机构包括限位条（12），所述限位条（12）与半圆板（53）间歇滑动连接，所述半圆板（53）的下表面固定连接有转杆（54），所述转杆（54）的底部固定连接有拨板（55），所述工作台（1）上固定连接有与拨板（55）间歇相抵的挡柱（56）。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的木质素改良粉质黏土回弹模量测试装置的测试方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：准备阶段；

制备好所需的木质素改良粉质黏土试样，一组为冻融循环作用前的试样，另一组为冻融循环作用后的试样，将试样放置在半圆板（53）构成的圆筒内；

S2：对试样进行检测；

通过液压机或电机外部动力驱动吊杆（2）下降，初始阶段配重块（46）不与试样接触时弹簧（24）受压缩，当配重块（46）接触到试样时受压试样对配重块（46）的承接力弹簧（24）不再被压缩，此时抬升板（22）与记录笔（44）接触，记录笔（44）受到抬升板（22）的挤压而向记录板（32）方向伸出并接触，此时记录笔（44）能够在记录板（32）上留下痕迹，保持配重块（46）对试样持续施压一定时间；

S3：得出回弹模量；

持续对试样施压一定时间之后控制吊杆（2）上升，由于配重块（46）的重量不变，进而当吊杆（2）上升使得记录笔（44）收回瞬间配重块（46）不再对试样施加压力，配重块（46）对试样施加压力时带着记录笔（44）向下滑动，而吊杆（2）升降时使得安装框（3）单向滑动，进而记录笔（44）在记录板（32）上滑出曲线，通过测量曲线的最高处与最低处之间的距离得出试样的高度变化量，试样加载后的高度记作L₀，卸载后的高度记作L，根据公式ε=（L-L₀）/L，计算得出回弹应变，配重块（46）的下端面面积等于圆柱形试样的上端面面积，配重块（46）的质量即为荷载量P，试样的原始截面积等于配重块（46）下端面面积记作A₀，计算得出应力σ=P/A₀，回弹模量则为σ/ε；

S4：切换检测试样；

在记录笔（44）伸出时能够对压敏开关（43）挤压，此时电动伸缩杆（57）将放置台（5）抵住使得放置台（5）不会移动，吊杆（2）的上升与下降使得安装框（3）将拉簧（34）拉伸，在记录笔（44）收回时第一个试样同时检测完成，且此时压敏开关（43）不受到挤压，电动伸缩杆（57）不再抵住放置台（5），拉簧（34）能量释放使得放置台（5）移动，进而另一个试样处于配重块（46）下部，此时重复S2和S3即可进行检测得出另一个试样的回弹模量；

S5：检测人员对检测后的试样进行观测；

放置台（5）移动时处于放置台（5）上的半圆板（53）向挡柱（56）移动，拨板（55）接触到挡柱（56）时半圆板（53）不再与限位条（12）接触，此时挡柱（56）与拨板（55）的相对运动使得两个配合的半圆板（53）展开，此时检测人员能够对试样进行观测，看试样是否受压力出现开裂。