一种土体抗剥落性能测试装置及方法与流程

1.本发明涉及土工室内试验技术领域，更具体的说，涉及一种土体抗剥落性能测试装置及方法。


背景技术：

2.黄土是距今约200万年的第四纪时期形成的土状堆积物，具有一系列内部成分和外部形态的特征。典型的黄土由黄灰色或棕黄色的尘土和粉沙细粒组成，质地均一，含大量钙质或黄土结核，多孔隙，有显著的垂直节理，无层理，在外力作用下容易发生剥落，黄土的颗粒成分、矿物组成尤其是其内部的粘土矿物成分的含量将对黄土剥落产生直接的影响。因此，研究不同黄土抗剥落性能具有实际的意义。
3.土体抗剥落性能测试装置是一种用于不同土体剥落量测试的装置，通过测试圆柱形土体剥落量的大小对其剥落性能进行评估。但是，目前的土体剥落性能研究缺乏设备，不能进行定量评估。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提出一种土体抗剥落性能测试装置及方法，用来进行不同黄土体剥落性能定量评估测试研究，从而给出其抗剥落性能指标，从而提高黄土体抗剥落性能相关研究水平。
5.一种土体抗剥落性能测试装置，包括：第一电机、旋转轴、顶板、第二电机、卡槽、支架、测力计、胶轮、圆柱形土柱、软套环、环形塑料片、土料存贮器、土样底座、第三电机、转轴、底座，其中：
6.所述第一电机用来带动顶板、胶轮及支架整体旋转，旋转轴用于带动胶轮旋转，胶轮通过支架固定，支架内侧固定用于检测胶轮与土柱的接触紧密程度的测力计；所述卡槽固定于顶板下部；
7.所述圆柱形土柱固定于土样底座中心，通过第三电机驱动，使得土柱匀速转动；所述支架上部内置于导轨内部使其通过水平移动将胶轮与圆柱形土柱的接触力在一定的范围内完成对土柱的转动摩擦；所述环形塑料片固定于圆柱形土柱四周，其通过软套环与圆柱形土柱柔性相接，用于收集剥落的土颗粒；所述土料存贮器用于存放收集土颗粒。
8.一种使用上述装置进行土体抗剥落性能测试的方法：
9.制备所需测试土体的圆柱形土柱，并固定于土样底座上，使得胶轮与土柱上部侧面接触，且沿导轨水平移动支架调整，使得接触力在一定范围内，如力超过范围，使支架整体向右移动，如低于范围，使支架整体向左移动，柔性固定环形塑料片在圆柱形土柱下部，同时安装土料存贮器，试验完成后称重所收集的土料，完成土体抗剥落性能的定量评估。
10.进一步的，上述方法可实现的抗剥落性能测试工况包括：圆柱形土柱旋转同时胶轮不动、胶轮自转同时土柱不动、胶轮绕土柱旋转同时土柱不动。
11.本发明的测试装置及其操作方法取得以下技术效果：
12.通过测力计的设置，胶轮与土柱使得接触力在一定范围内(如力超过范围，可使支架整体向右移动，如低于范围，可使支架整体向左移动，始终保持力在范围内)，完成一定力条件下土体的剥落试验；通过环形塑料片固定于圆柱形土柱四周，其通过软套环与圆柱形土柱柔性相接，对土柱影响较小，且方便收集剥落的土颗粒。此外，本发明的装置及方法能够实现3种工况条件下抗剥落性能测试，圆柱形土柱旋转(胶轮不动)、胶轮自转(土柱不动)、胶轮绕土柱旋转(土柱不动)，对不同类型土体抗剥落性能研究具有重要意义。
附图说明
13.图1是本发明体抗剥落性能测试装置的结构示意图，图中：1-第一电机，2-旋转轴，3-顶板，4-第二电机，5-卡槽，6-支架，7-测力计，8-胶轮，9-圆柱形土柱，10-软套环，11-环形塑料片，12-土料存贮器，13-土样底座，14-第三电机，15-转轴，16-底座。
具体实施方式
14.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
15.实施例
16.一种土体抗剥落性能测试装置，包括：第一电机1、旋转轴2、顶板3、第二电机4、卡槽5、支架6、测力计7、胶轮8、圆柱形土柱9、软套环10、环形塑料片11、土料存贮器12、土样底座13、第三电机14、转轴15、底座16。
17.第一电机1用来带动顶板3、胶轮8及支架6整体旋转，旋转轴2用于带动胶轮8旋转，胶轮8通过支架6固定，支架6内侧固定用于检测胶轮8与土柱的接触紧密程度的测力计7；卡槽5固定于顶板3下部；
18.圆柱形土柱9固定于土样底座13中心，通过第三电机14驱动，使得土柱匀速转动；支架6上部内置于导轨内部使其通过水平移动将胶轮8与圆柱形土柱9的接触力在一定的范围内完成对土柱的转动摩擦；环形塑料片11固定于圆柱形土柱9四周，其通过软套环10与圆柱形土柱9柔性相接，用于收集剥落的土颗粒；土料存贮器12用于存放收集土颗粒。
19.一种使用上述装置进行土体抗剥落性能测试的方法：
20.制备所需测试土体的圆柱形土柱9，并固定于土样底座13上，使得胶轮8与土柱上部侧面接触，且沿导轨水平移动支架6调整，使得接触力在一定范围内，如力超过范围，使支架6整体向右移动，如低于范围，使支架6整体向左移动，柔性固定环形塑料片11在圆柱形土柱9下部，同时安装土料存贮器12，试验完成后称重所收集的土料，完成土体抗剥落性能的定量评估。
21.进一步的，上述方法可实现的抗剥落性能测试工况包括：圆柱形土柱9旋转同时胶轮8不动、胶轮8自转同时土柱不动、胶轮8绕土柱旋转同时土柱不动。
22.上面结合实施例对本发明的实例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出的各种变化，也应视为本发明的保护范围。


技术特征：
1.一种土体抗剥落性能测试装置，其特征在于，包括：第一电机、旋转轴、顶板、第二电机、卡槽、支架、测力计、胶轮、圆柱形土柱、软套环、环形塑料片、土料存贮器、土样底座、第三电机、转轴和底座，其中：所述第一电机用来带动顶板、胶轮及支架整体旋转，旋转轴用于带动胶轮旋转，胶轮通过支架固定，支架内侧固定用于检测胶轮与土柱的接触紧密程度的测力计；所述卡槽固定于顶板下部；所述圆柱形土柱固定于土样底座中心，通过第三电机驱动，使得土柱匀速转动；所述支架上部内置于导轨内部使其通过水平移动将胶轮与圆柱形土柱的接触力在一定的范围内完成对土柱的转动摩擦；所述环形塑料片固定于圆柱形土柱四周，其通过软套环与圆柱形土柱柔性相接，用于收集剥落的土颗粒；所述土料存贮器用于存放收集土颗粒。2.一种土体抗剥落性能测试方法，其特征在于，使用权利要求1所述的装置：制备所需测试土体的圆柱形土柱，并固定于土样底座上，使得胶轮与土柱上部侧面接触，且沿导轨水平移动支架调整，使得接触力在一定范围内，如力超过范围，使支架整体向右移动，如低于范围，使支架整体向左移动，柔性固定环形塑料片在圆柱形土柱下部，同时安装土料存贮器，试验完成后称重所收集的土料，完成土体抗剥落性能的定量评估。3.根据权利要求3所述的土体抗剥落性能测试方法，其特征在于，上述方法可实现的抗剥落性能测试工况包括：圆柱形土柱旋转同时胶轮不动、胶轮自转同时土柱不动和胶轮绕土柱旋转同时土柱不动。

技术总结
本发明涉及一种土体抗剥落性能测试装置及方法，所述装置通过第一电机用来带动顶板、胶轮及支架整体旋转，旋转轴用于带动胶轮旋转，胶轮通过支架固定，支架内侧固定用于检测胶轮与土柱的接触紧密程度的测力计；圆柱形土柱固定于土样底座中心，通过第三电机驱动，使得土柱匀速转动；支架上部内置于导轨内部使其通过水平移动将胶轮与圆柱形土柱的接触力在一定的范围内完成对土柱的转动摩擦。本发明可实现的抗剥落性能测试工况包括：圆柱形土柱旋转同时胶轮不动、胶轮自转同时土柱不动和胶轮绕土柱旋转同时土柱不动。绕土柱旋转同时土柱不动。绕土柱旋转同时土柱不动。


技术研发人员：员康锋 任文晋 杨进平 刘亚明 张海蛟 徐凯 李贤达 王强 王伟
受保护的技术使用者：山西省交通科技研发有限公司
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/3/30