一种树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置

1.本实用新型属于土木试验设备领域，特别涉及一种树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置。


背景技术：

2.设有摩擦界面的土工摩擦环剪试验可用于研究土体与接触面间的摩擦性质，尤其针对持续摩擦特性及速率相关特性。
3.当试样土种与摩擦界面材质不同时，摩擦环剪加载过程中试样内部的结构演化规律存在差异，现有的试验装置在试验过程中不便直观观察摩擦剪切带宽度等特征，若将树脂固化技术引入摩擦环剪试验，有助于观测试样内部结构特征及演化规律，但须提供专用的土样承载装置，以便合理固化试样的同时避免固化树脂淤塞装置，确保承载装置可重复使用，鉴于此，我们设计了一种树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置来解决上述问题。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.为了解决现有技术的上述问题，本实用新型提供一种结构简单易操作的树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置。
6.(二)技术方案
7.为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
8.一种树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置，包括基座、摩擦面板、外套筒、支柱套筒、顶板和多个轴承珠，所述基座上设有支柱；所述摩擦面板位于所述基座顶面；所述外套筒位于所述摩擦面板上；所述支柱套筒套设于所述支柱上；多个所述轴承珠布设于所述支柱与所述支柱套筒之间；所述顶板覆盖在所述外套筒上并与所述支柱套筒相嵌合。
9.上述的一种树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置中，所述基座呈厚圆板状，所述基座底面设有底环，所述基座顶面设有八个基座限位孔，八个所述基座限位孔两两一组分布在四条半径方向上且相邻两组之间夹角为90
°
；所述支柱为实心圆柱且位于基座顶面中心，所述支柱顶端设有八棱柱状的端头，所述支柱中部设有两道半圆形截面的支柱轴承槽。
10.上述的一种树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置中，所述摩擦面板为环状薄板，底面设有八个与所述基座限位孔相适配的面板限位销；所述摩擦面板的内孔径与所述支柱的外径一致，所述摩擦面板的外径与所述基座的外径一致。
11.上述的一种树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置中，所述外套筒是薄壁圆筒，顶面均匀布置八个套筒限位孔；所述外套筒的外径与所述基座的外径一致。
12.上述的一种树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置中，所述支柱套筒呈薄壁圆筒状，顶部均匀布设四个套筒嵌口；所述支柱套筒内壁设有两道与所述支柱轴承槽相适配的套筒轴承槽，所述套筒轴承槽截面呈半圆形；所述支柱套筒的内径与所述支柱的外径一
致。
13.上述的一种树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置中，所述顶板为环状薄板，底面边缘均布八个与所述套筒限位孔相适配的顶板限位销；所述顶板内孔侧壁设有四个与所述套筒嵌口相适配的顶板嵌耳；所述顶板顶面对称设有两个薄壁圆管状的树脂端口，所述树脂端口内部中空且插设有树脂管线；所述顶板顶面沿所述树脂端口连线的垂直方向对称设有两个六棱柱状的加载连杆；所述顶板的内孔径与所述支柱套筒的外径一致，所述顶板的外径与所述外套筒的外径一致。
14.(三)有益效果
15.本实用新型的有益效果是：通过设置基座和摩擦面板，提供可更换的摩擦环剪界面，易于适配不同材质的摩擦面板的同时可避免固化试样与基座黏结；通过设置树脂端口和树脂管线，可将固化树脂注入试样内部，以固化摩擦环剪试样；通过设置支柱轴承槽、套筒轴承槽和轴承珠，保证支柱套筒可绕支柱平滑转动，大幅降低环剪过程中的摩擦阻力。
附图说明
16.图1为本实用新型轴侧剖面结构示意图；
17.图2为本实用新型外观结构示意图；
18.图3为本实用新型基座结构示意图；
19.图4为本实用新型摩擦面板结构示意图；
20.图5为本实用新型外套筒结构示意图；
21.图6为本实用新型支柱套筒结构示意图；
22.图7为本实用新型顶板结构示意图。
23.【附图标记说明】
24.1、基座；101、底环；102、支柱；103、端头；104、基座限位孔； 105、支柱轴承槽；2、摩擦面板；201、面板限位销；3、外套筒；301、套筒限位孔；4、支柱套筒；401、套筒轴承槽；402、套筒嵌口；5、顶板；501、顶板限位销；502、树脂端口；503、树脂管线；504、顶板嵌耳；505、加载连杆；6、轴承珠。
具体实施方式
25.为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。
26.本实用新型最关键的构思在于：通过设置基座和摩擦面板，提供可更换的摩擦环剪界面，通过设置树脂端口和树脂管线，可将固化树脂注入试样内部，通过设置支柱轴承槽、套筒轴承槽和轴承珠，保证支柱套筒可绕支柱平滑转动。
27.请参阅图1至图7，一种树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置，包括基座1、摩擦面板2、外套筒3、支柱套筒4、顶板5和多个轴承珠6，基座1上设有支柱102；摩擦面板2位于基座1顶面；外套筒3位于摩擦面板2上；支柱套筒4套设于支柱102上；多个轴承珠6布设于支柱102 与支柱套筒4之间；顶板5覆盖在外套筒3上并与支柱套筒4相嵌合，通过设置基座1和摩擦面板2，提供可更换的摩擦环剪界面，易于适配不同材质的摩擦面板2的同时可避免固化试样与基座1黏结。
28.具体的，上述的一种树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置中，参照图1和图3所示，基座1呈厚圆板状，基座1底面设有底环101，基座1顶面设有八个基座限位孔104，八个基座限位孔104两两一组分布在四条半径方向上且相邻两组之间夹角为90
°
；支柱102为实心圆柱且位于基座1顶面中心，支柱102顶端设有八棱柱状的端头103，支柱102中部设有两道半圆形截面的支柱轴承槽105。
29.具体的，上述的一种树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置中，参照图4所示，摩擦面板2为环状薄板，底面设有八个与基座限位孔104 相适配的面板限位销201；摩擦面板2的内孔径与支柱102的外径一致，摩擦面板2的外径与基座1的外径一致。
30.具体的，上述的一种树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置中，参照图5所示，外套筒3是薄壁圆筒，顶面均匀布置八个套筒限位孔301；外套筒3的外径与基座1的外径一致。
31.具体的，上述的一种树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置中，参照图6所示，支柱套筒4呈薄壁圆筒状，顶部均匀布设四个套筒嵌口 402；支柱套筒4内壁设有两道与支柱轴承槽105相适配的套筒轴承槽 401，套筒轴承槽401截面呈半圆形；支柱套筒4的内径与支柱102的外径一致。
32.具体的，上述的一种树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置中，参照图7所示，顶板5为环状薄板，底面边缘均布八个与套筒限位孔301 相适配的顶板限位销501；顶板5内孔侧壁设有四个与套筒嵌口402相适配的顶板嵌耳504；顶板5顶面对称设有两个薄壁圆管状的树脂端口502，树脂端口502内部中空且插设有树脂管线503；顶板5顶面沿树脂端口502连线的垂直方向对称设有两个六棱柱状的加载连杆505；顶板5的内孔径与支柱套筒4的外径一致，顶板5的外径与外套筒3的外径一致，通过设置支柱轴承槽105、套筒轴承槽401和轴承珠6，保证支柱套筒4 可绕支柱102平滑转动，大幅降低环剪过程中的摩擦阻力。
33.本实用新型的树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置的具体实施步骤如下：取已装有支柱套筒4和多个轴承珠6的基座1，装入外部环剪加载设备，将底环101与外部设备连接稳妥。
34.取所需材质的摩擦面板2套入支柱102，使各面板限位销201嵌入各自对应的基座限位孔104；取外套筒3置于摩擦面板2上方；向外套筒3 和支柱套筒4所围成的环形承样空腔装填所需土样；取顶板5套入支柱 102以覆盖土样顶面，令各顶板限位销501嵌入各自对应的套筒限位孔 301，同时确保各顶板嵌耳504与各自对应的套筒嵌口402相嵌合；取两条树脂管线503，接入树脂端口502；调整外部设备，确保端头103与设备固定端连接，同时令加载连杆505与外部设备的加载机构相连接，开展摩擦环剪试验，通过设置树脂端口502和树脂管线503，可将固化树脂注入试样内部，以固化摩擦环剪试样。
35.加载结束后，由一条树脂管线503向试样内部灌注树脂，待注满后由另一侧的树脂管线503溢出时则停止灌注，试样完全固化后，脱模取出固化试样，清理并收纳各零部件，至此完成树脂固化界面摩擦环剪试验土样承载装置的使用。
36.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。